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Elektrisch angetriebener Wasserkühler. Den Gegenstand vorliegender
Erfindung bildet eine Kühlvorrichtung, und zwar insbesondere eine Vorrichtung zum
Kühlen von Trinkwasser u. dgl. Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines praktischen,
zuverlässigen und wirksamen Kühlapparats, dessen verschiedene Organe mechanisch
so kombiniert und dessen mechanische und Kühlarbeit so vor sich geht, daß ein einheitliches
Ganze erzielt wird. Außerdem ist der Apparat gemäß vorliegender Erfindung mit einer
zuverlässigen und wirksamen Schmiervorrichtung versehen.
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In der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der neuen Kühlvorrichtung
veranschaulicht ist, ist Abb. i ein mittlerer senkrechter Schnitt durch den unteren
Teil der Vorrichtung; Abb.2 ist ein mittlerer senkrechter Schnitt durch den oberen
Teil der Vorrichtung; Abb.3 bis 7 zeigen Einzelheiten (Abb. 7 ist ein Schnitt nach
7-7 in Abb. 6).
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Mit 1o ist in Abb. i das Feldgestell eines elektrischen Motors bezeichnet.
Von dem unteren Ende des Gestells io springen nach außen Blöcke i1 vor, durch welche
das Gestell io in senkrechter Stellung getragen wird. Durch die im Abstand voneinander
angeordneten Blöcke ii und die öffnungen in dem unteren Teil des Gestells io kann
die Luft streichen. Der untere Teil des Gestells io läuft in nach innen vorspringenden
Armen i2 aus, von denen ein Lagergehäuse 13 gehalten wird, in dem ein vorzugsweise
als Kugellager ausgebildetes Wellenlager 1q., 15 verschiebbar untergebracht ist.
In diesem Lager findet das untere Ende der Motorwelle 16 Stützung. In das mit Innengewinde
versehene Lagergehäuse 13 ist von unten eine
Schraubenkappe 17 eingeschraubt,
deren inneres Ende an dem Lager 14, 15 anliegt, so daß durch Verschraubung der Kappe
17 das Lager und dadurch die Welle 16 achsial verstellt werden können. Durch
Schrauben 18 kann die Kappe =7 in ihrer Stellung verriegelt werden.
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Von dem oberen Ende des Gestells io springen nach oben auswärts gerichtete
Arme i9 vor, die in einen Ring 2o enden, auf dem ein Armsystem aufruht, das mit
einem in den Ring 2o passenden Ring 21 versehen ist. Die Teile werden durch Schrauben
?,o,' zusammengehalten. Zwei Arme 22, 23 des Armsystems sind in Abb. i im Schnitt
gezeigt. Von den Armen des Armsystems wird in zentraler Lage ein zylindrisches Gehäuse
24 gehalten, in dessen unterem Teil ein Kugellager 26, 27 verschiebbar untergebracht
ist. Der innere Kugelring 27 ist auf eine Hülse 28 aufgesetzt, die an ihrem oberen
Ende mit einem Widerlager 31 versehen ist, an welchem der Kugelring 27 durch die
auf die Hülse 28 aufgeschraubte Nabe 32 eines Ventilators 33 in fester Stellung
gehalten wird. Die Nabe wird durch eine Verschlußmutter 34 verriegelt. Das untere
Ende der Hülse 28 ist durch einen Stift 29 mit dem oberen Ende 16,1 der Motorwelle
i6 fest verbunden. Durch Verschraubung der Kappe 17 wird daher nicht nur die Welle
16, sondern auch der Ventilator 33 und das obere Kugellager 26, 27 achsial verschoben.
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Durch den mit der Motorwelle 16 sich drehenden Ventilator 33 wird
Luft zwischen den Armen 22, 23 des Armsystems hindurch nach unten gezogen, wobei
die Luft durch die Betriebsteile des Motors streicht. Auf diese Weise werden die
Anker 35 und die bei 36 schematisch dargestellten Feldwindungen desselben in wirksamer
Weise gekühlt.
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Das obere Ende des das untere Kugellager aufnehmenden Gehäuses 13
ist durch eine Platte 37 abgedeckt, die durch Schrauben 38 an dem Gehäuse befestigt
ist. Das Lager ist auf diese Weise gegen Staub und Schmutz geschützt. Der Strom
zum Antrieb des Motors kann beispielsweise von einer bei 39 angedeuteten Akkumulatorenbatterie
geliefert werden. Die Zuleitungsdrähte sind mit 40, 41 bezeichnet.
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Auf dem mit einem Flansch versehenen Teil43 einer Verlängerung
44 des Gehäuses 24 ist ein sich drehender Verdichter 42 angebracht, dessen
Gehäuse 45 unten von dem Teil 43 verschlossen wird, während es oben von einer Platte
46 verschlossen wird. Zum Zusammenhalten der Teile dienen die Bolzen 47. Die Platte
46 ist mit einem hülsenartigen oberen Fortsatz 48 versehen, in dessen unterem Teil
der äußere Kugelring eines Kugellagers 5o untergebracht ist. Der innere Kugelring
51 ist an dem oberen Ende der Verdichterwelle 52 befestigt. Durch eine in den Fortsatz
48 hineingeschraubte Schraubenkappe 53 wird das Lager 5o staubdicht abgeschlossen.
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Der Antrieb der Verdichterwelle 52 geschieht durch die Motorwelle
16. In dem oberen Teil der Hülse 28 ist mittels eines Stiftes 55 ein Block 54 von
rechteckigem Querschnitt aufgezapft, der in eine Ausnehmung 56 in dem unteren Ende
der V erdichterwelle 52 eintritt. Auf diese Weise kann zwischen letzterer und der
Hülse 28 eine gegenseitige Bewegung stattfinden, die eine achsiale Einstellung ermöglicht.
Ferner funktioniert das Kugellager 26, 27 gleichzeitig als das untere Lager für
die Verdichterwelle 52.
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Durch den Verdichter 42 wird ein flüchtiges, kondensierbares Gas,
z. B. Schwefeldioxyd, verdichtet. Als Schmiermittel für die Arbeitsteile des Verdichters
wird beispielsweise Petroleum verwendet, das ein anderes spezifisches Gewicht hat
als Schwefeldioxyd. Zur Verhinderung einer Leckage des verflüssigten Gases und des
Schmiermittels nach dem Motor hin ist ein besonderer Verschluß vorgesehen. In das
obere Ende des Gehäuses 44 bei 59 ist eine Büchse 57 eingeschraubt, die innen
mit einer dehnbaren gewellten Röhre 58 versehen ist. Zur Abdichtung der Büchse 57
gegen das Gehäuse 44 dient eine Unterlagscheibe 6o. Die Röhre 58 umgibt die Welle
52 und trägt an ihrem unteren Ende einen darauf aufgeschraubten Bund 6i, der als
Gehäuse ausgebildet ist und einen zweiten Bund 62 aufnimmt, der aus widerstandsfähigem
Material, z. B. Stahl, gemacht ist. Die untere Endfläche 63 des Bundes 62 liegt
auf der oberen Endfläche der Hülse 28 auf, die vorzugsweise auch aus Stahl gemacht
ist. Durch die Tendenz der Röhre 58, sich auszudehnen, wird der Bund 62 fest an
das obere Ende der Hülse 28 angedrückt, wodurch eine jede Leckage verhindernder
dichter Verschluß erzielt wird. Die sich bewegenden Teile erhalten ausreichende
Schmierung durch das mit dem verdichteten Gas in Umlauf gesetzte Schmiermittel.
Etwaiges in die Hülse 28 eintretendes Schmiermittel oder verflüssigtes Gas wird
durch eine Scheibe 64. aus Blei, Kupfer o. dgl. aufgehalten, die im Innern der Hülse
in eine darin angebrachte Ringnut 65 eingehämmert ist. Durch die achsiale Verstellung
der Motorwelle 16 mittels der Schraubenkappe 17 kann der Grad der Abdichtung zwischen
dem Bund 62 und dem oberen Ende der Hülse 28 geregelt werden.
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Durch den Verdichter 42 wird das Gas unter verhältnismäßig hohem Druck
durch das Rohr 66 in einen Kondensator getrieben, der von einer inneren Rohrschlange
67 und einer äußeren Rohrschlange 68 gebildet wird. An diesen Rohrschlangen befinden
sich aus Kupferblech bestehende, die Wärme ableitende Schaufeln, die bei 22@ in
Abb. z schematisch angedeutet sind. Der auf diese Weise gebildete ringförmige
Kondensator
umgibt den Verdichter 42. Die Kondensation des verdichteten Gases in den Rohrschlangen
wird durch die an denselben nach unten beständig vorbeistreichende, von dem Ventilator
33 in Umlauf versetzte Luft beschleunigt. Durch eine Röhre 69 ist der Kondensator
mit einem denselben umgebenden ringförmigen Behälter 70 verbunden, der auf
dem Ring 21 des Armsystems aufruht und der ebenfalls von der an dem Kondensator
beständig vorbeistreichenden Luft gekühlt wird. Das kondensierte Gas kann sich in
diesem Behälter ansammeln, und da es ein anderes spezifisches Gewicht hat als das
Schmiermittel, so tritt eine Trennung der beiden ein. In Abb. 3 und a ist der Behälter
7o in kleinerem Maßstabe gezeigt. Wie aus diesen Abbildungen ersichtlich ist, ist
in der Nähe der das Schmiermittel und kondensierte Gas dem Behälter 70 zuführenden
Röhre 69 in dem Behälter eine nach unten reichende Scheidewand 7i vorgesehen, die
von der einen Ringwand des Behälters zur anderen geht.
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Da das Schwefeldioxyd ein größeres spezifisches Gewicht hat als das
Schmiermittel, so wird sich das Gas in einer tieferen Schicht bei 72 (Abb. .l) ansammeln,
während sich das Schmiermittel in einer höheren Schicht 73 ansammelt. Auf der anderen
Seite der erwähnten Scheidewand 71 tritt in den Behälter 7o eine Röhre 75 ein, deren
Verlängerung 75s in die untere Gasschicht 72 eintaucht, so daß das kondensierte
Gas durch die Röhre 75 aus dem Behälter 7o entfernt werden kann. In der Nähe der
Röhre 75 bzw. deren Verlängerung 75' tritt in den Behälter 7o durch dessen
Boden eine Röhre 74. ein, die in die Schmiermittelschicht 73 hineinragt, und durch
welche also das Schmiermittel aus dem Behälter entfernt werden kann.
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Da das Schmiermittel und das kondensierte Gas von der Einlaßseite
in den Behälter (Röhre 69) den langen Weg am Umfang des Behälters entlang zurücklegen
müssen, um zu den Röhren 75 und 74. auf der anderen Seite der Scheidewand 71 zu
gelangen, so ist ihnen zur Trennung genügend Zeit geboten. Die Röhre 74 ist mit
einer Verlängerung versehen, die in die Schraubentrappe 53 (Abb. i) am oberen Ende
des Verdichtergehäuses eintritt, so daß die in dem Behälter 70 sich ansammelnde
Schmiermittelschicht 73 von dem Verdichter aus dem Behälter 7o abgezogen und den
Arbeitsteilen des Verdichters wieder zugeführt wird. Durch einen engen Kanal 74#'
in der Schraubentrappe 53 wird die Strömungsgeschwindigkeit des Schmiermittels begrenzt.
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Das durch die Röhre 75 aus dem Behälter 7o entfernte kondensierte
Gas geht durch eine Expansionsvorrichtung, die aus einer Reihe von in der Röhre
75 in Reihe hintereinandergeschalteten Organen 76 besteht (Abb. 5). Ein solches
Organ ist in Abb. 6 und 7 veranschanlicht und besteht aus einem zylindrischen Körper,
der an einem Ende offen und an seinem anderen Ende durch eine Wand 76h verschlossen
ist, in deren Mitte sich eine Öffnung 77 befindet. Infolge der Hintereinanderschaltung
dieser Organe in der Röhre 75 erfolgt eine allmählich fortschreitende Expansion
des kondensierten Gases, das auf diese Weise von einem verhältnismäßig hohen Druck
auf einen verhältnismäßig niedrigen Druck gebracht wird. Die Öffnungen in der Mitte
der Wände 76h der Organe 76 werden groß genug gewählt, damit sie durch Schmutz o.
dgl. nicht verstopft werden. Der Druckabfall von einem Expansionsorgan zum anderen
ist verhältnismäßig klein, aber der Gesamtdruckabfall vom ersten zum letzten Organ
ist verhältnismäßig groß. Auch kann die Strömungsgeschwindigkeit durch Vermehrung
oder Verminderung der Expansionsorgane leicht geregelt werden. Die einzelnen Organe.
werden aus Blech ausgestanzt und sind daher billig in der Herstellung.
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Das auf diese Weise expandierte Gas wird durch die Röhre 75 in eine
Rohrschlange 78 geleitet (Abb.2) deren anderes Ende in einer Röhre 79 endet,
die mit der Einlaßseite des Verdichters ..1.2 (Abb. i) verbunden ist.
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Die Rohrschlange 78 befindet sich innerhalb eines Blechgefäßes 8o,
das auf seiner Außenseite durch ein Wärmeisoliermaterial 81 isoliert ist, welch
letzteres von einem Blechgehäuse 82 eingeschlossen ist, das auf einer Unterlage
83 steht (Abb. i). Auf dem Blechgefäß 8o und dem Blechgehäuse 82 ruht ein ringförmiger
Körper 84 auf, dessen oberes Ende einen Gummiring 85 aufnehmen kann, auf
dem der Hals einer umgekehrten Wasserflasche 86 o. dgl. aufruhen kann. Das Gefäß
8o ist vorzugsweise verjüngt, und die ähnlich ausgebildete Rohrschlange 78 ist von
einem guten Wärmeleiter 87 umgeben, z. B. Blei, das ein glattes inneres Futter für
das Gefäß 8o bildet. Da zwischen den Windungen der Rohrschlange 78 keine Zwischenräume
freigelassen sind, so kann sich kein Schmutz o. dgl. ansammeln.
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In das so gebildete, nach unten hin sich verjüngende Gefäß ist ein
ähnlich gestalteter Behälter 8o@z eingepaßt, dessen Wände sich dicht an das Futter
87 anlegen. Das aus der Flasche 86 in den Behälter 8o-1 einströmende Wasser wird
auf der gewünschten Höhe gehalten. Im unteren Teil des Behälters 8o,' ist in der
Wandung desselben eine Büchse 8oh vorgesehen, in die das mit Schraubengewinde versehene
innere Ende eines Rohres gi eingeschraubt ist, das durch eine in dem Futter 87 angebrachte
Öffnung geht. An dem nach außen vorstehenden Ende des Rohres gi sitzt ein nicht
gezeigter Abflußhahn. 'Nach Abschrauben des Rohres gi kann der Behälter 8o-' leicht
aus dem Gefäß 8o herausgehoben und gereinigt werden.
Um die Kühlwirkung
des Apparates möglichst gleichförmig und in bestimmten Grenzen zu halten, ist ih
dem unteren Teil des Gefäßes 8o ein kegelförmig gestaltetes Gefäß 88 vorgesehen
(Abb: i), von dem eine Röhre 89 zu einem durch Druck beeinflußten, bei go
schematisch gezeigten Schalter führt, durch den der Stromkreis des Motors geregelt
werden kann. Die in Abb. 2 gezeigten Leitungsdrähte 40, ¢i werden zu dem Schalter
go geführt (Abb. i), um je nach #em Steigen oder Fallen der Temperatur des Wassers
in dem Behälter Boa innerhalb vorher bestimmter Grenzen den Stromkreis zu öffnen
oder zu schließen.
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Der Schalter spricht z. B. auf die Änderungen in dem Druck einer geeigneten
Flüssigkeit, z. B. Chlorwasserstoffäther, an, je nachdem sich die Temperatur in
dem thermostatischen Gefäß ändert. Gemäß Abb.2 entspricht die kegelförmige äußere
Gestalt des Gefäßes 88 dem entsprechend gestalteten Boden 8o'' des Behälters 8o,'.
Das Gefäß 88 ruht auf einem Untersatz g2 auf, und zwar unter Zwischenschaltung einer
Feder 93, die bestrebt ist, das Gefäß 88 nach oben gegen' den Boden des Behälters
8oz hin zu drücken. Die das Gefäß 88 mit dem Schalter go verbindende Röhre
89 ist daher biegsam gemacht, damit sich das Gefäß 88 unter der Wirkung der
Feder auf- bzw. abwärts bewegen kann.
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Der Behälter 8o,' wird beim Einsetzen in das Gefäß 8o in enge Berührung
mit dem Futter 87 gebracht, in welchem die Rohrschlange 78 eingebettet ist. Infolge
der Verjüngung der Wände nach unten werden die Teile in enge Berührung miteinander
gehalten, so daß ein guter Wärmeübergang gesichert ist. Ferner wird beim Einsetzen
des Behälters 8o,' das thermostatische Gefäß 88 von selbst in den kegelförmigen
Boden 8oe des Behälters 8o,1 hineingedrückt und durch die Feder 93 mit demselben
in enger Berührung gehalten. Das thermostatische Gefäß 88 befindet sich daher dauernd
in enger Berührung mit dem Wasser in dem Behälter 8o,, so daß die Wirkung des Schalters
go dadurch genau und zuverlässig beeinflußt wird.
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Die einzelnen Teile des Apparates lassen sich schnell und genau zusammenstellen,
und der auf diese \V eise hergestellte Apparat bildet ein einheitliches Ganze. Auch
sind die einzelnen Teile stark gebaut und lassen sich leicht und bequem für die
bestmögliche Kühlwirkung einstellen.