DE453672C

DE453672C - Kompressionskaeltemaschine

Info

Publication number: DE453672C
Application number: DEK91403D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-12-28
Filing date: 1924-10-24
Publication date: 1927-12-15
Also published as: FR588315A; US1719810A; GB226777A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kältemaschinen, insbesondere auf kleine Kompressionsmaschinen für den Haushalt.

Gemäß der Erfindung ist der Verdampfungsraum einer Maschine dieser Art rings um die Kondenskammer angeordnet, und zwar mit oder ohne Anordnung eines Isolierraumes dazwischen. Vorzugsweise umschließt die Kondenskammer die Kompressionsvorrichtung und deren Antriebsmaschine in solcher Weise, daß die gesamte Maschine ein einheitliches Gebilde darstellt, das in die Eiskammer einer Hauskühlanlage eingesetzt werden kann. Die Erfindung wird im folgen-

den an Hand der Zeichnung beschrieben, welche im senkrechten Schnitt ein Ausführungsbeispiel wiedergibt.

Bei dem Ausführungsbeispiel besitzt die Vorrichtung eine Verdampfungskammer 10 mit senkrechten wärmeaufnehmenden Wänden 11 und einer wagerechten wärmeaufnehmenden Wandung 12. Der Raum 10 ist vorzugsweise ringförmig und hat Innenwandungen 13, 14, innerhalb deren ein Kondensraum 15 angeordnet ist, dessen Wandungen 16 und 17 einen Abstand gegen die Innenwandungen 13, 14 der Verdampfungskammer aufweisen;" der Raum zwischen den Wandungen besteht aus einem isolierenden Unterdruckraum 18 mit dem Zwecke, die Wärmeableitung von dem Kondensraum zum Verdampfungsraum zu verzögern.

Die unteren Enden des Verdampfungsraumes 10 und des Vakuumraumes 18 sind durch einen gemeinsamen Abschluß ring 19 verschlossen, der durch Anschweißen oder in sonst geeigneter Weise befestigt sein kann. Im oberen Teil des Kondensraumes 15 liegen Kühlwasserschlangeh 21 mit einem Einlaßanschluß 22 und einem nicht dargestellten Auslaßanschluß; jeder der Anschlüsse ist mit einem Anschlußstutzen 23 ausgerüstet, auf den ein biegsamer Schlauch oder Rohr wie 24 paßt.

Unter der Kühlwasserschlange 21 sitzt ein Druckminderungsventil 27, dessen Einlaß in Verbindung mit der Kondenskammer 15 steht, während sein Auslaß durch eine Leitung 28 und einen Kanal 29 mit dem Verdampfraum 10 verbunden ist. Eine Leitung 31 steht in Verbindung mit dem Kanal 29 und führt durch den unteren Teil der Verdampfungskammer zwecks Verteilung des flüssigen Arbeitsmittels. Das Druckminderventil 27 wird durch einen Schwimmer 33 mittels des Hebels 34 beeinflußt.

In dem Kondensraum 15 ist ein Gehäuse 36 angeordnet, das gleichzeitig ein Kompressorgehäuse 37, ein Motorgehäuse 38 und einen Behälter 39 bildet und einen Elansch 41

aufweist, der am Abschlußring 19 mittels Bolzen 42 befestigt ist und den Kondensraum flüssigkeits dicht abschließt. Am Flansch 41 sind Füße 43 angebracht von soleher Ausbildung, daß sie den freien Luftumfiuß unter den unteren Maschinenflächen nicht beeinträchtigen. Im Motorgehäuse 38 sitzt ein Triebmotor 44, während am Gehäuse 36 durch Bolzen 45 eine abnehmbare Platte 46 angebracht ist, die eine Inaugenscheinnahme des Motors zuläßt. Der Motor 44 weist eine senkrechte hohle Welle 47 auf, die am unteren Ende durch Lager 48 abgestützt wird. Die Hohlwelle 47 nimmt mit dem oberen Ende die Kompressorwelle 49 mittels Federkeils 51 mit, der so ausgebildet ist, daß er eine gewisse Bewegungsfreiheit in achsialer Richtung zwischen den Wellen zuläßt. Mit der Kompressorwelle 49 ist fest ein Läufer 40 verbunden, der im Kompressorgehäuse 37 sitzt. Eine Stirnplatte 52 ist durch Bolzen 53 am Gehäuse 37 befestigt; sie bildet ein Stützlager 54 für das obere Ende der Kompressorwelle 49 sowie ein Widerlager für den Kompressorläufer 40. Die Auslaßöffnung 55 des Kompressors steht in Verbindung mit einer Druckleitung 56, deren oberes Ende offen und so angeordnet ist, daß das daraus ausströmende Mittel gegen die obere Wandung 17 des Kondensraumes stößt. Eine Leitung 57 dient dazu, die im Behälter 39 vorhandene Flüssigkeit zu dem Lager 54 zu leiten; diese Flüssigkeit dient als Schmiermittel. Das Schmiermittel wird, nachdem es abwärts durch die Paßflächen im Kompressor geflossen ist, in einem Ölfänger 60 aufgenommen, der an der Motorwelle 47 sitzt und daran befestigt ist. Zwischen dem Ölbehälter und dem hohlen Teil der Motorwelle 47 ist ein Kanal 61 vorgesehen, der das Schmiermittel aus dem Behälter wieder abführt. Der Behälter 60 ist so bemessen, daß der statische Druck des sich darin sammelnden Schmiermittels ausreicht, die Wirkung der Fliehkraft zu überwinden; infolgedessen zieht sich das Schmiermittel nach innen nach der Wellenmitte zu durch die Öffnung 61.

Das Schmiermittel, welches durch die Hohlwelle 47 abfließt, sammelt sich in einer kreisförmigen Vertiefung 62 in der abnehmbaren Platte 46 und schmiert das untere Lager 48. Ein Schutzring 63, der fest an der Platte 46 angeordnet ist und mit Gleitsitz die Motorwelle 47 umschließt, ist über dem Lager 48 angeordnet, um ein Aufwärtskriechen des Öles zum Motor zu verhüten. Zur Abführung des Schmiermittels vom unteren Teil des Motorgehäuses dient ein Kanal 64 in der abnehmbaren Platte 46, der mit einer Leitung 65 in Verbindung steht. Diese Leitung 65 führt nach oben und endigt am obersten Ende der Verdampfungskammer. Konzentrisch um den oberen Teil der Leitung 65 liegt eine Saugleitung 66, die dazu dient, Kältemitteldampf aus dem Verdampfer zu entfernen. Die Saugleitung 66 steht in Verbindung mit einem Saugkanal 67 im Kompressorgehäuse 37, und dieser Kanal wieder ist mit dem Einlaßkanal 68 des Kompressors verbunden. In der Saugleitung 66 befindet sich eine enge öffnung 69 dicht unter der Ebene des flüssigen Arbeitsmittels im Verdampferraum, welche dazu dient, eine kleine Menge flüssigen Arbeitsmittels mit dem abwärts durch die Saugleitung 66 gehenden Dampf anzusaugen. Eine Leitung 70 ragt vom linieren Teil des Isolierraumes 18 bis in die Nähe des Einlaßendes der Saugleitung 66. In die abnehmbare Platte 46 sind flüssigkeitsdichte Leiter 71 für den Motoranschluß eingesetzt. Sie sind außen als Klemmen für den Anschluß des elektrische Energie zuleitenden Kabels 72 ausgebildet.

Die wagerechte wärmeaufnehmende Fläche 12 des Verdampfers 10 besitzt einen hohlen isolierten Deckel 75, der zusammen mit der Fläche 12 einen zur Anfertigung von Eis dienenden Raum 76 bildet. Es können in diesem Raum Eiströge γγ angeordnet sein. Der isolierende Deckel 75 trägt einen Handgriff 78, um die Herausnahme von Eis zu erleichtern. Die obere Wärmeaufnahmefläche 12 des Verdampfers ist weiter mit einer Mehrzahl von radial gerichteten wärmeleitenden Rippen 81 ausgerüstet, die fest an der Fläche 12 befestigt sind und nach unten in das flüssige Arbeitsmittel hineinragen. Durch Versuche ist festgestellt, daß eine derartige bauliche Anordnung wesentlich zur Ableitung von Wärme von dem Eisbildungsraum beiträgt. Wenn es erwünscht ist, die Eis-■ fertigung zu unterbrechen, so kann der Deckel 75 mit den Trögen γ¹/ sehr leicht abgenommen und die Wärmeaufnahmefläche 12 dem Inneren des Kühlraumes unmittelbar dargeboten werden.

Die Wirkung der Vorrichtung ist folgende: Der Verdampfungsraum 10, der Kondensraum 15 und der Behälter 39 werden bis zu den Ebenen A, B, C in der Zeichnung mit einem geeigneten Arbeitsmittel angefüllt. Dieses besteht in der Regel in einer Vereinigung eines Schmier- und eines Kältemittels, welche sich leicht mischen und eine homogene Flüssigkeit oder physikalische Lösung bilden. Dieses Arbeitsmittel ist der Art, daß seine Bestandteile mechanisch untrennbar sind. Dagegen kann eine Trennung bei der Verdampfung des einen der Mittel infolge genügender Temperaturveränderungen eintreten.

Nachdem der Strom für den Motor 44 eingeschaltet ist, beginnt die Kompressorvorrichtung zu arbeiten und preßt· durch den Kanal 55 und die Leitung 56 ein Gemisch von flüssigem Arbeitsmittel und Dampf, welches gegen die Wandung 17 der Kondenskammer getrieben wird. Das flüssige Arbeitsmittel und der Kältemitteldampf werden dadurch im wesentlichen getrennt, und die Flüssigkeit fällt in den Behälter 39, während der Dampf nach außen zu den Kühlwasserschlangen 21 gelangt. Das flüssige Arbeitsmittel im Behälter 39 ist der Wärme des Kompressors ausgesetzt und zum Teil auch derjenigen des .Motors; dadurch wird das darin enthaltene Kältemittel verdampft, und es bleibt eine Flüssigkeit übrig, die zu einem hohen Prozentsatz öl enthält.

Die warmen Kältemitteldämpfe, die strahlenförmig nach außen treten, gelangen in Berührung mit den Schlangen 21 und werden durch deren Kühlwirkung verdichtet. Das flüssige Kältemittel sinkt in den unteren Teil des Kondensraumes, und nachdem der Flüssigkeitsspiegel darin genügend angestiegen ist, bewegt sich der Schwimmer 33 derart, daß er das Druckminderungsventil 27 öffnet und ein Fließen von Kälteflüssigkeit durch die Leitung 28, den Kanal 29 und die Leitung 31 zum unteren Teil des Verdampfungsraumes 10 gestattet. Darauf wird Kälte in normaler Weise durch Verdampfung des flüssigen Kältemittels erzeugt. Es wird Wärme durch die leitenden Wandungen 11 aus der umschließenden Raumluft und durch die leitende Wand 12 aus der Eisbereirungskammer 76 aufgenommen.

Die Kältemitteldämpfe, die im Verdampfer erzeugt werden, steigen zu dessen oberem Teil oberhalb des Flüssigkeitsspiegels und werden nach unten durch die Saugleitung 66 zum Kanal 67 und weiter zum Einlaß 68 des Kompressors gesaugt. Eine kleine Menge flüssigen Arbeitsmittels fließt dauernd durch die kleine Öffnung 69 und wird in den Kältemitteldämpfen mitgenommen, die durch die Saugleitung nach unten fließen. Dieses flüssige Arbeitsmittel trägt zur Schmierung und Abdichtung des Kompressorgetriebes beim Durchfluß durch diesen bei. Der Isolierraum 18 wird dauernd durch den Kompressor mit Hilfe der Leitung 70 unter Unterdruck gehalten, welche in Verbindung mit dem dampfenthaltenden Teil der Verdampfungskammer steht. Auf diese Weise wird die Ableitung von Wärme durch die Wandungen der Kondenskammer zur Verdampfungskammer auf ein möglichst geringes Maß gebracht.

Die Schmierung der arbeitenden Teile der Vorrichtung wird wie folgt erzielt:

Das flüssige Arbeitsmittel im Behälter 39, das der Kompressor- und Motorwärme ausgesetzt ist, enthält einen hohen Prozentsatz von Öl. Es wird durch die Leitung 57 infolge des Druckunterschiedes zwischen Kondensraum 15 und dem oberen Teil des Läufers 40 zu dem oberen Lager 54 gebracht. Von hier fließt es abwärts durch die Spielräume zwischen den Arbeitsflächen des Lagers zum Läufer 40. Sodann fließt ein Teil des Schmiermittels radial nach außen an den Flächen des Läufers entlang und bildet eine sehr wirksame Flüssigkeitsabdichtung. Der andere Teil des Schmiermittels fließt nach'unten durch die Spielräume zwischen den arbeitenden Teilen des Getriebes und gelangt in die Lagerfuge zwischen Kompressorwelle 49 und -gehäuse 37 infolge seiner Schwere und infolge des Druckunterschiedes zwischen Kompressor und Rotorgehäuse. Beim Abwärtsfließen trifft es auf die obere Querfläche der Motorwelle 47 und gelangt sodann in den Fänger 60. Von hier fließt das Schmiermittel durch die öffnung 61 in den Hohlteil der Motorwelle 47 und durch diesen nach unten, bis es in die Vertiefung 62 am unteren Wellenende gelangt, wobei das Lager 48 zum Teil überflutet und auf diese Weise geschmiert wird. Die Abführung erfolgt durch den Kanal 64 und eine Leitung 65 zum obersten Teil der Verdampfungskammer 10, und weil ein vergleichsweise niedriger Druck an dieser Stelle herrscht, fließt das Schmiermittel am oberen Ende der Leitung aus und rieselt abwärts über die Außenfläche der Leitung und wird von dem Dampf mitgenommen, der durch die Saugleitung 66 einströmt. Dann wird es zusammen mit der durch die feine Öffnung 69 einströmenden Flüssigkeit zum Einlaßkanal des Kompressors gesaugt und dient zur Schmierung der arbeitenden Teile bei deren Durchfließen. Nachdem der Kältemitteldampf eine Menge des durch die Leitung 65 kommenden Schmiermittels und eine Menge des flüssigen, durch die öffnung 69 kommenden Arbeitsmittels mitgenommen und diese durch die Leitung 56 wieder herausgefördert hat, ist der Kreislauf beendet. Vorzugsweise wird die Maschine ununterbrochen betrieben, um die verlangte Kühlwirkung zu erzielen; es kann ein Motor von geringer Leistung Anwendung finden, und es entfällt dann die Notwendigkeit teurer und verwickelter selbsttätiger Anlaß- und Stillsetzapparate. Es ist festgestellt worden, daß die elektrische Energie, die auf diese Weise verbraucht wird, nicht größer ist als die, welche durch die zeitweilig arbeitenden Maschinen dieser Art verbraucht wird.

Die Maschine ist nur in einer Ausführung

dargestellt; es ist" aber ohne weiteres klar, daß die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern daß ' Veränderungen und' bauliche Modifikationen möglich sind, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird.

Claims

Patentansprüche:

ίο i. Kompressionskältemaschine, bei der

der Verdampfer den Kondensraum und Kompressor umgibt, d'adurch gekennzeichnet, daß auch die Antriebsmaschine für den Kompressor innerhalb des vom

t5 Verdampfer umgebenen Raumes untergebracht ist.
2. Maschine nach Anspruch ι mit zwischen Köndens- und Verdampfungsräumen angeordnetem Isolierraum, gekennzeichnet durch Einrichtungen ' zur Aufrechterhaltung eines Unterdruokes in dem Isolierraum.
3. Feststehende Kältemaschine nach Anspruch.! oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfungsraum auch über die Deckelseite des Kondensraumes reicht.
4. Feststehende Kältemaschine nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Raum zur Aufnahme des flüssigen Arbeitsmittels den Kompressor umgibt und daß Flüssigkeitsleitungen von diesem Räume zu den Lagern des Kompressors führen.
5. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühlraum oberhalb des Verdampferraumes angeordnet ist.
6. · Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleitung des Kompressors so angeordnet ist, daß sie das Arbeitsmittel gegen den Deckel des Kondensraumes treibt, welcher so gestaltet ist, daß er das flüssige Arbeitsmittel in den den Kompressor umschließenden Behälter ableitet.
7.. Maschine nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressor in einem Gehäuse angeordnet ist, welches die Innenwandung der Kondenskammer bildet.
8. Maschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Anordnung von Flüssigkeitsleitungen, welche flüssiges Arbeitsmittel von den Lagern des Kompressors zum Kompressoreinlaß führen.
9. Maschine nach Anspruch 1 oder den Unteransprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß 'die Saugleitung des Kompressors in den oberen Teil des Verdampfungs- 60 * raumes mündet.
10. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine mit einer derartigen Füllung versehen ist, daß der 'Flüssigkeitsspiegel im Verdampferraum' oberhalb des Kompressors liegt.
11. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierraum (18) in Verbindung mit der Kompressorsaugleitung steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.