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Vollständig gekapselte Kältemaschine Es ist bekannt, kleinere Kältemaschinen,
wie z. B. Haushaltungsmaschinen, einschließlich Antriebsmotor zu einem Block zusammenzubauen
und vollständig zu kapseln. Auch größere Maschinen sind vielfach zu einem Block
zusammengebaut, jedoch hat man hierbei auf die Kapseleng der Kompressorgruppe verzichtet.
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Infolge der gedrängten Bauart der ganzen Maschine und der bisherigen
Art des Zusammenbaues der Einzelteile ergeben sich sowohl hinsichtlich des Wärmeüberganges
und der Materialdehnungen der von sehr unterschiedlichen Temperaturen umgebenen
Teile als auch hinsichtlich der Lagerung und Befestigung der Einzelteile gewisse
Mängel, welche sehr leicht zu unangenehmen Störungen im Betrieb Anlaß geben können.
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Zur Beseitigung dieser Mängel legt die vorliegende Erfindung innerhalb
der Kapseleng einen bestimmten Aufbau der ganzen Maschinenanlage und Zusammenbau
der einzelnen Teile zugrunde, wobei auch die Verdichtergruppe vollständig miteingekapselt
ist; die Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zur Aufnahme von Verdampfer und
Verflüssiger vorgesehenen, gleichzeitig als Fundament für die Kältemaschine ausgebildeten
Kasten, der zur Bildung einer festen Grundplatte für die Lagerung der Verdichtergruppe
oberhalb der Verdampfer-Verfiüssigeranordnung mit einer Anzahl Querbalken versteift
ist und an dem oberen Rand mit einem Flansch zur Befestigung einer die Verdichtergruppe
umschließenden Haube versehen ist, wobei der von Kasten und Haube gebildete Raum
durch an den Kasten angeschweißte Trennwände derart unterteilt ist, daß Verdampfer,
Verflüssiger, Antriebsmotor und Kompressor mit Getriebe in je einer Kammer getrennt
untergebracht sind.
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In diesem Aufbau bilden also der- Verdampfer und der Verflüssiger
das Fundament des ganzen zusammengesetzten Blockes. Die übrigen Teile, Kompressor,
Verdichter und Getriebe, sind hierzu unabhängig angeordnet bzw. befestigt. Die Verbindungsöffnungen
zur Aufrechterhaltung des Kältemittelkreislaufes von einer Kammer zur anderen befinden
sich in den Trennwänden, welche ihrerseits zur freien Ausdehnung mit elastischen
Zwischenstücken versehen sind.
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An Hand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert.
Fig. z zeigt die zu einem Block zusammengebaute, vollständig gekapselte Kältemaschine
in Seitenansicht, zum Teil im Längsschnitt, Fig. 2 die Kältemaschine im Querschnitt,
zum Teil in Ansicht, Fig. 3 eine Einzelheit.
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= ist ein als Fundament für die Kältemaschine ausgebildeter Kasten,
der gleichzeitig zur Aufnahme vom Verfiüssiger 2 und Verdampfer 3 dient. Oberhalb
von Verdampfer und Verflüssiger ist der Kasten durch eine Anzahl Querbalken 4 versteift.
. Diese Querbalken dienen
als feste Grundplatte für die Lagerung
der Verdichtergruppe. Der Kasten ist am oberen Rand mit einem Flansch versehen und
mit dem Flansch einer die Verdichtergruppe umschließenden Haube 6 befestigt. Der
von Kasten und Haube gebildete Raum ist durch an den Kasten angeschweißte Trennwände
7a, 7b, 7c derart unterteilt, daß der Verdampfer, der Verflüssiger, der Antriebsmotor
8 und der Verdichter 9 mit Getriebe io in je einer Kammer getrennt untergebracht
- sind. Verdampfer, Verflüssiger und Verdichtergruppe werden zweckmäßig horizontal
oder nahezu horizontal und achsparallel zueinander angeordnet.
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m ist der aus dem Verdampfer kommende Saugstutzen, 12 der in den Verflüssiger
führende Druckstutzen des Verdichters, 13 ist ein am Ende des Verflüssigers angeordneter
Verbindungsstutzen, durch welchen mit Hilfe der Ventilationswirkung des Antriebsmotors
im Kondensator abgekühlte Kältemitteldämpfe zur Kühlung des Motors angesaugt und
durch Stutzen 1q. wieder in den Kondensator zurückgeführt werden. Sämtliche Anschlußstutzen
sind mit den Trennwänden 7, 7b des betreffenden Verflüssiger-, Verdampfer-
und Antriebsmotorraumes verbunden. Zum Ausgleich der durch verschiedene Temperaturen
verursachten Materialdehnungen sind die Trennwände 7a, 7, an zweckentsprechender
Stelle mit elastischen Zwischenstücken oder Dehnungswülsten 15a, i5 b versehen.
Außerdem ist die Blechdicke der Trennwände so gewählt, daß Dehnungen senkrecht zum
Blech möglich sind, so daß auch den Dehnungen an den kalten Saugstutzen ii und den
warmen Druckstutzen 12 genügend Rechnung getragen wird.
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Die Rohrboden des Kondensators und des Verdampfers. bilden zugleich
die Stirnflächen des Fundamentkastens i und sind mit dessen Mantel gasdicht verschweißt.
Der Boden 16 des Kastens ist wellenförmig (s. Fig. 2) ausgeführt, um die Flüssigkeitsräume
des Verflüssigers und Verdampfers voneinander zu trennen und dadurch einen schädlichen
Wärmefluß zu vermeiden. Die Dampfräume selbst werden durch Ausfüllen des Zwischenraumes
zwischen den Trennwänden 7a, 7, mit Wärmeschutzmitteln gegeneinander
isoliert.
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Sämtliche Anschlüsse für Stromzuführung i7 nach dem Motor, für Kühlwasser
und Kälteträger 18, für Füllung und Entleerung i9, für Entlüftung 2o, für die Ölstände
21 und für die Flüssigkeitsstände 2z in Verdampfer und Verflüssiger werden zweckmäßig
am Kasten angebracht, so daß das Lösen der Anschlüsse bei einem etwa erforderlichen
Abheben der Haube nicht erforderlich ist.
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Das zwischen Kondensator und Verdampfer vorgesehene Flüssigkeitsregelventil23
(Fig.2) ist als Schwimmerventil ausgebildet. Das äußere Gehäuse 24 ist seitlich
des Fundamentkastens angeschweißt und mit einem abnehmbaren Deckel 25 versehen.
Das Ventil ist dadurch der Kontrolle zugänglich gemacht, ohne daß die Haube abgenommen
werden muß.
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Die Umwälzpumpe 26, welche die nicht dargestellte Berieselung des
Verdampfers in mehrfacher Umwälzung bewerkstelligt, ist mitsamt den Lagerträgern
27 von oben her durch die zum Verdampfer gehörende Trennwand 7" derart eingesetzt,
daß sie ohne besondere Verschraubungen mittels federnder Scheiben 28 o. dgl. gegen
die Druckunterschiede der mit der Pumpe in Verbindung stehenden Kammern und von
dem Pumpentragkörper durchsetzten Räumen abdichtet. Das Förderrad der Pumpe ist
in eine Vertiefung des Verdampferbodens eingesetzt, wodurch eine größere Zulaufhöhe
für das zu fördernde Kältemittel erzielt wird. Der Antrieb der Pumpe- erfolgt durch
die horizontale Getriebewelle. Die ganze Anordnung der Vertikalpumpe ist derart,
daß sie bei der Montage einfach von oben her eingehängt werden kann und durch ihr
Eigengewicht die federnden Ringe derart zusammenpreßt, daß neben der Befestigung
auch gleichzeitig eine Dichtung bewirkt wird; besondere Verschraubungen fehlen hier
ganz.
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Die inneren Wärmeverluste einer solchen gekapselten Kältemaschine
können dadurch verkleinert werden, daß die einzelnen Teile so angeordnet werden,
daß sich zwischen diesen nicht übermäßige Temperaturunterschiede ergeben. Z. B.
werden bei einer mehrstufigen Verdampfung oder Verflüssigung die einzelnen Apparate
nach steigender oder fallender Temperatur neben- oder übereinander angeordnet, so
daß der heißeste Teil auf der einen und der kälteste Teil auf der gegenüberliegenden
Seite liegt; das Temperaturgefälle zwischen den benachbarten Teilen wird dadurch
ein Minimum.
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Die zwischen Kasten i und Haube 6 befindliche Flanschverbindung sowie
sämtliche Anschlußstellen sind mit einer Flüssigkeitssperrung gegen Lufteintritt
und Gasaustritt versehen. Zu diesem Zweck sind Sperrinnen 29 vorgesehen, welche
selbsttätig aus einem mit Kältemittel gefüllten Hochbehälter 30 gefüllt werden.
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Die Entlüftung der Gruppe wird durch eine neben der Hauptgruppe aufgestellte
Hilfsgruppe bewirkt, welche aus Motor 31, Kompressor 32 und Hilfskondensator 33
besteht. Die Entlüftung kann - je nach Bedarf vorgenommen werden, wobei die Entlüftungsleitung
34 mit einem selbsttätig wirkenden, unter Flüssigkeitsabschluß stehenden Ventil
35 versehen ist. Dieses Ventil unterbricht nach erfolgter Entlüftung selbsttätig
die Verbindung mit der Hauptmaschine. Auf diese Weise ist ein Rückströmen von Luft
aus der Entlüftungsleitung in die Hauptgruppe unterbunden. Es erscheint zweckmäßig;
dieEntlüftungspumpe
als Hochvakuumpumpe zu bauen, so daß diese Pumpe nach Fertigstellung der Montage
gleichzeitig zur Erzeugung eines Vakuums in Betrieb genommen werden kann. Hierbei
kann die Maschine auch gefüllt werden, indem die luftleer gepumpte Maschine die
Flüssigkeit durch Leitung =g aus einem tiefer stehenden Behälter selbsttätig nachsaugt.
An der Entlüftungsleitung ist eine Luftanzeigevorrichtung 36 vorgesehen, welche
die jeweils vorhandenen Luftverhältnisse anzeigt.
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Wie die Fig. 3 in schematischer Darstellung zeigt, können der Verflüssiger
2 und Verdampfer 3 wohl nebeneinander, in der Höhenlage jedoch mehr oder weniger
verschieden angeordnet sein. Der Trennflansch und die Haube erhalten hierdurch gegenüber
der Ausführung nach Fig. i und 2 eine geneigte Lage. Die Haube 6 kann in zweckmäßiger
Weise umklappbar angeordnet sein.