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Kältemaschine mit rotierendem Kompressor Die Erfindung bezieht sich
auf Kompressoren, insbesondere für Kältemaschinen. Bei doppelt wirkenden Kolbenkompressoren,
die durch eine Kurbelstange angetrieben werden, muß diese Kurbelstange oder die
sie antreibende Welle nach außen abgedichtet werden, ebenso bei einfach wirkenden
Kompressoren der Kolben, damit die Dämpfe des Kältemittels nicht nach außen heraustreten
bzw. bei einem Arbeiten mit Unterdruck keine Luft in das Kältemittel eintreten kann.
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Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine hin und her gehende Bewegung
des Kompressorkolben zu erreichen, ohne daß die Kolben oder Kolbenantriebe nach
außen abgedichtet werden müssen. Als Antriebskraft für die Kolben wird in an sich
bekannter Weise die Zentrifugalkraft verwendet, die gemäß der Erfindung in ganz
bestimmter Weise erzeugt wird, und zwar dadurch, daß der Kompressor gegenüber der
Rotationsachse unter einem zweckmäßig gewählten Winkel verlagert ist; bei der Rotation
werden hierbei durch die Verlagerung des Kompressors Zentrifugalkräfte erzeugt,
welche ihrerseits eine Bewegung des Kolbens gegenüber dem Zylinder, und zwar abwechselnd
nach beiden Richtungen hin, bewirken.
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Hierdurch wird also weiterhin die besondere Anwendung von Federn oder
von Gegengc1wichten zur Rückführung des Kompressorkolbens bei Vachlassen der Zentrifugalkraft,
wie sie in ähnlichen Ausführungen bislang erforderlich waren, vermieden.
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In der Zeichnung zeigen Fig. r und .2 zunächst Ausführungen, bei denen
eine Bewegung des Kolbens zwar auch durch Zentrifugalkräfte bewirkt wird, die Rückführung
des Kolbens jedoch durch Anwendung von besonderen Gegengewichten oder Federungen
herbeigeführt werden muß.
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In Fig. r stellt r den Zylinder dar, 2 den Kolben, 3 die Rotationsachse,
4. die gelenkig angeordneten Gegengewichte und 6 das gemeinsame Gehäuse.
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In Fig. 2 sind statt der Gegengewichte q. zur Rückführung des Kolbens
z Federn 5 vorgesehen.
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Fig. 3 zeigt beispielsweise eine Ausführung nach vorliegender Erfindung.
In dieser Fig. 3 bedeutet 7 den Kompressorzylinder mit dem Kolben $. Der Kompressorzylinder
; ist um eine senkrecht durch Zapfen 9 verlaufende Achse 3 drehbar. Außerdem ist
er uni den Zapfen 9 schwingbar gelagert. Wein der um die senkrechte Achse 3 rotierende
Zylinder aus seiner Mittellage, so wie er in Fig. 3 eingezeichnet ist, nach rechts
um den Zapfen 9 ausgeschwungen wird, so- bewegt sich der in dem Zylinder 7 frei
beweglich angeordnete Kolben 8 durch den Anschlag des linken Zylinderendes über
die Mittellinie
der Rotationsachse des Zylinders hinaus, um darauf
unter Eirtflüß der Zentrifugalkraft sich ganz nach rechts, bis ans rechte Ende des
Zylinders, zu bewegen. Je nachdem, wo sich der Kolben 8 bei der Rotation des Zylinders
befindet, wird der Zylinder taktmäßig nach links und rechts um den Zapfen 9 ausgeschwungen
und dabei der Kolben durch Anschlag des betreffenden Zylinderendes zunächst über
die Mittellinie der Rotationsachse und dann vollends durch Einfluß der Zentrifugalkraft
jeweils auf die andere Seite befördert. Durch Abwechseln des andere-Seite des Zylinders
nach links -und rechts erreicht man also eine hin und her gehende Bewegung des Kolbens
8, der jetzt im Zylinder 7 in an sich bekannter Weise eine Kompressorarbeit leisten
kann. Die hin und her schwingende Bewegung des Zylinders 7 um den Zapfen g kann
man durch einen Exzenter io erreichen, der sich mit einer gewissen Relativgeschwindigkeit
zu der Umlaufgeschwindigkeit des Zylinders 7 bewegt und der z.-B. durch einen an
den Zylinder 7 angreifenden Zapfen ii die schwingende Bewegung hervorruft. Auch
bei diesem System können, wie z. B. bei der Kältemaschine System Audiffren-Singrün,
Kondensator und Verdampfer vollständig gekapselt miteinander verbunden werden, so
daß keine Stopfbüchsen nötig sind. Anstatt den Zylinder ; eine schwingende Bewegung
um den Zapfen g ausführen zu lassen, kann man den Zylinder auch um den Zapfen g
drehen lassen. Die auf den Kolben 8 hin und her gehend wirkende Komponente der Zentrifugalkraft
kehrt dann bei jedem Durchgang durch die im Zapfen g auf der Drehachse senkrecht
stehende Ebene ihre Richtung um, so daß der Kolben 8 in der Zeit einer vollen Umdrehung
um den Zapfen 9 zwei volle Hinundhergänge gemacht hat. Bei dieser Anordnung war
vorausgesetzt, daß der Zapfen 9 senkrecht auf der Hauptrotationsachse 3 steht. Wenn
man den Zapfen 9 in Richtung der Rotationsachse 3 legt, wirkt .die auf den Kolben
8 ausgeübte Zentrifugalkraft stets nur gegen die Zylinderwandungen und erzeugt keine
hin und her gehende Kraft. Wenn man dem Zapfen 9 eine Neigung gegen die Rotationsachse
gibt, erhält der Kolben 8 eine mit dem zwischen der Rotationsachse 3 und dem Zapfen
9 eingeschlossenen Winkel wachsende Komponente, die in Richtung der Zylinderachse
wirkt und die bei senkrechter Stellung des Zapfens g gegenüber der Drehachse 3 ein
Maximum ist.
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Anstatt des einen Zylinders 7 mit zugehörigem Kolben 8 kann man deren
mehrere, am besten gleichmäßig verteilt um den Zapfen g, anordnen, die dann zu verschiedenen
Zeiten arbeiten. Auf diese Weise kann man die auf die Zylinder 7 wirkenden Zentrifugalkräfte
in ihrem Einfluß, den sie auf die Kraft ausüben, die zur Drehung um die Welle 9
erforderlich ist, vermindern oder diesen Einfluß ganz aufheben.
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Fig. 4 zeigt beispielsweise eine solche Ausführung, bei der die Zylinder
und Kolben der Achse parallel sind und die Wirkung .des Exzenters durch einen Kegelradantrieb
12, 13 ersetzt ist.