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Kompressionskältemaschine Aus denn Bestreben, in der Herstellung möglichst
billige Kleinkälbemaschinen zu schaffen, die zum Einbau in Haushaltkühlschränke
bestimmt sind, ergibt .sich das Bedürfnis nach ganz einfachen, betriebssicheren
Kompressoren, die möglichst wenig Einzelteile besitzen und deren Einzelteile auch
möglichst wenig Bearbeitung erfordern. Man hat schon die verschiedensten Wege gewählt,
um einen betriebssicheren und in der Herstellung billigen Kompressor zu bauen. Die
Tatsache, daß bei den bisher bekannten Kälbemaschinenkompressoren jedoch sehr viele
Einzelteile mit vielen genauem Passungen; erforderlich sind und daß bisher die Einzelteile
bei der Bearbeitung .erhebliche Kosten machen, hat es bisher verhindert, einen Kühlschrank
auf den Markt zu bringen, der hinsichtlich des Anschaffungspreises für weiteste
Bevölkerungskreise geeignet ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine mit einer Flüssigkeitsringpumpe
als Kompressor arbeitende Kompressionskältemaschine, bei deren Herstellung wesentlich
weniger genaue Passungen erforderlich sind als bei den bekanntenKompreissioxiskälbemaschinen,
wodurch die Herstellung wesentlich vereinfacht und verbilligt wird. Erfindungsgemäß
sind in einer .druckdicht nach außen abgeschlossenen Kapsel die Flüssigkeitsringpumpe
und ein zu ihrem An-trieb dienender Elektromotor eingebaut, wobei der untere Teil
der Kapsel als Sammelraum für die Arbeitsflüssigkeit dient, aus dem sie beim Anlassen
in den Arbleitsraum des Kompressors igefördert wird. Ein isolcher Flüssigkeitsringkompressor
benötigt keine @genauen Pasisung,en,erfordert also in der Fabrikation nur wenig
Bearbeitung und bringt den großen Vorteil, daß er ohne Anwendung von zusätzlichen
Schaltmitteln ein unbelastetes Anlaufen des ihn antreibenden Elektromotors exmöiglicbt.
Das wird dadurch erreicht, daß der untere Teil der die Fliüsisigkeitsaingpumpe und
ihren Antriebsmotor enthaltenden Kapsel beim Stillstand der Maschine als Sammelraum
für die Arbeitsflüssigkeit
dient. Die Arbeitsflüssigkeit befindet
sich also beim Stillstand nicht in dem Arbeitsraum des Kompressors, so daß dieser
beim Anlassen zunächst unbelastet anlaufen kann: Erst während des Anlaßvorganges
wird die _ Arbeitsflüssigkeit aus dem in der Kapselbe = findlichen Sammelraum in
den Arbeitsraum, des Kompressors' gefördert. Erst wenn der Anlaßvorgang beendet
ist und die Arbeitsflüssigkeit in den Arbeitsraum des Kompressors hochgedrückt ist,
arbeitet der Kompressor voll belastet. Die Arbeitsflüssigkeit wird bei der Erfindung
vorzugsweise gleich als Schmiermittel für die in die druckdicht abgeschlossene Kapsel
eingebauten rotierenden Teile der Kältemaschine verwendet.
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Die bisher bekannten elektromotorisch angetriebenen Flfissiglkeitsringpump:en,
auch diejenigen, welche als Kompressoren für Kältemaschinen vorgeschlagen worden
sind, waren bisher so ausgebildet, daß die Antriebswelle des Elektronn,otors mit
Hilfe einer Stopfbuchse durch die Pumpenkapsel hindurchgeführt ist. Bei der Erfindung
werden im Gegensatz dazu Stopfbuchsen überhaupt nicht benötigt, da hier der antreibende
Elektromotor zusammen mit der als Kompressor dienenden Flüssiigk eitsringpumpe in
eine druckdicht nach ,außen. abgeschlossene Kapsel eingebaut ist. Das Problem, ein
einfaches Mittel zur Anla.ßerleichterung bei Flüssigkeitsringpu@mpen zu schaffen,
wurde bei den b.ehanntien Anordnungen überhaupt noch nicht behandelt.
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Bei einer bekannten Flüssigkeitsringpumpe befindet sich die Arbeitsflüssigkeit
im Ruhezustand im unteren Teil eines drehbar angeordneten Behälters. Beim Anlaßvorgang
muß dieser .gesamte Behälter zusammen mit der Arbeitsflüssigkeit gedreht -werden.
Zur Übertragung der Drehbewegung dient dabei ein Lenker. Es muß also hier beim Anlaßvorgang
die ganze Masse des Behälters und der Arbeitsflüssigkeit über das ungleichmäßig
wirkende Moment des Lenkertriebes in Bewegung gesetzt werden. Im Gegensatz dazu
ist bei der Erfindung ein sehr gleichmäßiges Anlaufen möglich, ohne daß überhaupt
ein Lenker :erforderlich ist. Hier braucht nicht sofort die gesamte Arbeitsflüssigkeit
in Drehung versetzt zu werden; denn die Flüssigkeit wird erst während des Anlaßvorganges
aus der Kapsel in den Arbeitsraum gefördert.
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Die bisher bekannten, ineiner druckdichten Kapsel eingebautem Kälteanaschinenkompressoren
benötigen meist besondere zusätzliche Mittel, wie Druckentlastungsventile o. dgl.,
um den Anla.ßvorgang zu erleichtern. Solche zusätzlichen Mittel sind bei der Erfindung
nicht erforderlich, da hier -die Arbeitsflüssigkeit jedesm,al beim Stillsetzen des
Kompressors in den unten in der Kapsel befindlichen Sammelraum fließt, so daß beim
nachfolgenden Einschalten der Kompressor zunächst unbelastet anlaufen kann, da er
erst dann belastet wenn die Arbeitsflüssigkeit sich im Ar-:beitsraum des Kompressors
selbst befindet.
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:: "Man kann die Anordnung gemäß der weiteten Erfindung vorzugsweise
so durchbilden, daß die Flüssigkeitsringptunpe im unteren Teil der Kapsel oberhalb
des Sammelraumes der Arbeitsflüssigkeit und der Antriebsimotor mit senkrecht stehender
Welle innerhalb der Kapsel darüber angeordnet ist. Der Antriebsmotor wird vorzugsweise
direkt mit dem als Zylinderstern ausgebildeten Flügielrad des Flüs!sigkeitsringkompressors
verbunden, und der den Flüssigkeitsring aufnehmende Behälter wird dabei drehbar
gelagert, so daß er durch die Reibung der Flüssigkeit vom Flügelrad mitgenommen
wird. Der untere Teil des drehbar.angeordneten Behälters wird vorzugsweise selbst
als Pumpvorrichtung ausgebildet und so angeordnet, daß er in die im Sammelraum befindliche
Flüssigkeit eintaucht. Durch die Rotation des Behälters kann man während des Anlaßvorgan
ges die Arbeitsflüssigkeit aus dem Sammelraum in den darüberliegenden Arbeitsraum
des Kompressors hochpumpen, so da.ß erst nach Beendigung des Anlaßvorganges die
zur vollen Belastung des Kompressors erforderliche Menge der Arbeitsflüssigkeit
hochgepumpt ist. Auf diese Weise gelingt es also mit der Anordnung gemäß der Erfindung,
einen unbelasteten Anlauf des Kompressors zu erreichen. Man kann die Flüssigkeitsringpumpe
und deren Antriebsmotor in eine feststehende, unter Verdampferdru* stehende Kapsel
einbauen; es ist aber auch möglich, die Kapsel unter Kondensatordruck zu betreiben.
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In den Figuren sind schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. In Fig. i ist mit das feststehende Gehäuse des Kompressors bezeichnet.
Dieses Gehäuse @enthält in seinem oberen Teil den den Kompressor antreibenden Elektromotor
und in seinem unteren Teil den Kompressor. Der Stator a des Elektromotors ist in
einem Träger 3 :eingesetzt, welcher den Aufnahmeraum. q. des Kompressors von dem
oberen, den Elektromotor enthaltenden Teil abtrennt. Der Läufer 5 des Elektromotors
sitzt auf einer Welle 6, welche in dem Tragkörper 3 gelagert ist. Ani unteren Ende
der Welle 6 ist das als Zylinderstern ausgebildete Flügelrad des Flüssigkeitsringkompressors
befestigt.
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In Fig. z ist die Ausbildung dieses Zylindersternes dargestellt. Mit
$ ist der den Flüssigkeitsiring irre Betrieb aufnehmende Behälter bezeichnet; dieser
ist in dem Zapfen 9, welcher mit dem Boden io des Gehäuses, i fest verbunden ist,
drehbar gelagert. Der Behälter
8 besitzt eine Nabe i i, in welcher
Bohrungen 12 vorgesehen sind. Der Stern des, Flügelrades besitzt acht Kammern
13, von denen Kanäle 14 nach oben führen. Diese Kanäle 14 arbeiten beim Betrieb
des Kompressors mit der im unteren Teil des Halters- 3 hefindlichen Saugöffnung
15 bzw. Drucköffnung 16 zusammen. Mit 17 ist ein in der Druckleitung des Kältemittels
befindliches Rückschlagventil bezeichnet.
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Beim Stillstand der Maschine ist das Gehäuse i bis zur Höhe hl mit
Öl gefüllt. Beim Anlassen des Elektromotors sind also die Kammern 13 des Flüssigkeitsringkompressors
noch nicht durch den Flüssigkeitsring abgeschlossen; sie stehen vielmehr zunächst
alle in offener Verbindung finit der Saugleitung 18 der Kältemaschine. Der Motor
kann infolgedessen unbelastet anlaufen. Durch die Rotation des Motors wird die Flüssigkeit
im. Ge-' häuse 8 infolge der Fliehkraft nach außen geschleudert, und durch die Leitungen
12 wird dauernd neue Flüssigkeit nach oben gepumpt. Das setzt sich so lange fort,
bis der Flüssigkeitsring die Kammer 13 völlig abschließt. Danach ist der Motor voll
belastet. Das Kältemittel wird durch die Leitung 18 in den Raum. 4 angesaugt, gelangt
vors dort durch die Leitungen 19 und 15 jeweils in diejenige Kammer 13 des Zylindersternes,
welche auf der rechten Seite in Fig. i dargestellt ist. Bei der Rotation um i8 o°
wird .dieses angesaugte Kältemittel komprimiert infolge des vom Flüssigkeitsring
auf die Kammer 13 ausgeübten Druckes. Sobald diese Kammer also nach ihrer Rotation
um i8o° auf die linke Seite der Anordnung gekommen ist, wird das 'komprimierte Kältemittel
durch die Leitung 14 über das Rückschlagventil 17 in die Druckleitung 2o gedrückt.
Das Kältemittel gelangt von dort in den Kondensator 21 und tritt nach der Verflüssigung
durch das Regelventil 22 in den Verdampfer 23 der Kältemaschine ein.- Von dort wird
es durch die Saugleitung 18 wieder in die Kammer 4 des Kompressors gesaugt.
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Fig.3 zeigt ein anderes Ausiführungs,b,eispiel der Erfindung, bei
welchem das Komp-ressorg,ehäuse unter Kondensatordruck steht. Soweit die einzelnen
Teile dieser Ausführungsforen mit denen in Fig. i übereinstimmen, .sind die gleichen
Bezugszeichen verwendet. Bei dieser Ausführungsform. ist die vom Verdampfter her
kommende Saugleitung 18 direkt an die Saugöffnung 15 angeschlossen, welche in den
Halter 3 eingebaut ist. Das komprimierte Kältemittel wird durch die Drucköffnung
16 über da(s Rückschlagventil 1,7- in diesem Falle @in das. Gehäuse i des
Kompressors, gefördert, so daß dieses C,ehäuse unter kondensatordruck steht. An
dieses Gehäuse ist die zum Kondensator 21 fÜhrende Leitung 20 angeschlossen. Hier
wirkt das Gehäuse i als Ölabscheider, @da die durch die Druckleitung 16 ausgestoßenen,
mit Öl vermischten Kältemitteldämpfie sich beim Aufschlagen an die Gehäusewand von
denn Öl trennen: können. Das Öl fließt in den Wänden@ des Gehäuses i nach unten
ab, während die Dämpfe durch die Leitung 2o zum Verflüssiger gelangen. Als Kältemittel
kann man in der Kältemaschine gemäß der Erfindung Dichlormethan oder -andere mit
niedrigem Verflüssigungsdruck verwenden.
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Gegebenenfalls kann man auch eine mehrstufige Anordnung von Flüssigkeitsringkomp,ressoren
verwenden.