DE695150C

DE695150C - Compression refrigeration machine

Info

Publication number: DE695150C
Application number: DE1938S0134337
Authority: DE
Inventors: Werner Rahn
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-10-25
Filing date: 1938-10-25
Publication date: 1940-08-17

Description

Kompressionskältemaschine Bei elektromotorisch angetriebenen, mit Kolbenkompressoren arbeitenden Kompressionskältemaschinen ist es bekannt, den Antriebsmotor zusammen mit dem Kolbenkompressor in eine druckdicht nach außen abgeschlossene Kapsel einzubauen, die einen Teil des Kältemittelsystems bildet. Diese Konstruktionen, die praktisch vielfach ausgeführt werden, gestatten es, eine Stopfbuchse gänzlich zu vermeiden. Der in die Kälteinittelkapsel eingebaute Antriebsmotor darf dann allerdings keinen Kommutator oder Schleifring besitze. Man ist daher darauf angewiesen, für den Antrieb solcher Kompressoren Xurzschlußläufermotoren zu verwenden. Diese gekapselten Maschinen sind daher auf den Anschluß der Kältemaschine an ein Wechselstromnetz beschränkt. Wenn ein Gleichstromnetz vorliegt, muß man den Kompressorantriebsmotor außerhalb der Kältemittelkapsel anordnen und ist dann auf eine Ausführung des Kolbenkompressors mit Stopfbuchse angewiesen. Es sind ferner- schon Kolbenkompressoren für Kompressionskältemaschinen bekannt, bei denen eine Kapsel einerseits am feststehenden Teil des Kompressors und andererseits am hin und her beweglichen Teil des Kompressors so: befestigt ist, daß sie den Gleitsitz des Kolbenkompressors nach außen abdichtet. Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art wird beim Saugvorgang gleichzeitig auch durch den Kolben das Kältemittel zum Kondensator gepreßt. Hier wird nämlich beim Aufwärtsgang des Kolbens das im oberen Teil des Zylinders befindliche Gas durch ein Ventil in den Raum unter den Kolben gedrückt. Dieser Raum hat bei der bekannten Einrichtung ein konstantes Volumen, es findet daher in ihm nur insofern eine Kompression statt, als zu dem vorher in diesem Raum befindlichen Gasvolumen noch das oberhalb des Kolbens befindliche Volumen hinzutritt.Compression refrigeration machine When driven by an electric motor, with Piston compressors working compression refrigeration machines, it is known to the drive motor together with the piston compressor in a pressure-tight sealed capsule which forms part of the refrigerant system. These constructions, which are practically carried out many times, allow a stuffing box entirely to avoid. The drive motor built into the refrigerant capsule may then, however Don't have a commutator or slip ring. One is therefore dependent on for to use squirrel cage motors to drive such compressors. These encapsulated Machines are therefore dependent on the connection of the refrigeration machine to an alternating current network limited. If there is a direct current network, one must have the compressor drive motor Arrange outside the refrigerant capsule and is then on a version of the reciprocating compressor instructed with stuffing box. There are also piston compressors for compression refrigeration machines known, in which a capsule on the one hand on the fixed part of the compressor and on the other hand on the reciprocating part of the compressor as follows: is attached, that it seals the sliding fit of the reciprocating compressor to the outside. With a well-known This type of device is also operated by the piston during the suction process the refrigerant is pressed to the condenser. This is because when the The gas in the upper part of the cylinder flows through a valve into the piston Space under the piston. This room has one in the known facility constant volume, therefore compression only takes place in it, than the volume of gas previously in this space above the piston existing volume is added.

Die Erfindung bezieht sich auf mit einem Kolbenkompressor arbeitende Kompressionskältemaschinen, deren Antriebsmotor außerhalb einer mit beweglichen druckdichten Wänden versehenen Kapsel angeordnet 1,4 e die einerseits am feststehenden Teil des ", pressors und andererseits am hin und herr4:' weglichen Teil des Kompressors so befesg''t@r ist, daß sie den Gleitsitz des Kompressors nach außen abdichtet. Erfindungsgemäß wird beim Bewegen des Kolbens in der einen Richtung Kältemittel durch das Saugrohr aus dem Verdampfer in den sich vergrößernden Zylinderraum angesaugt, während gleichzeitig Kältemittel in dem sich verkleinernden Zylinderraum komprimiert wird; beim Bewegen des Kolbens in der anderen Richtung wird das Kältemittel aus dem sich nun verkleinernden ersten Zylinderraum in die mit beweglichen Wandungen versehene Kapsel gedrückt und von dort dem sich nun vergrößernden zweiten Zylinderraum zugeführt. Diese Anordnung unterscheidet sich gegenüber der obenerwähnten bekannten dadurch vorteilhaft, daß bei der Erfindung mit einer Vorkompression des angesaugten Kältemittels in der mit beweglichen Wandungen versehenen Kapsel gearbeitet wird. Es ergibt sich dadurch der besondere Vorteil, daß bei gleichbleibender Kälteleistung kleinere Kolbenabmessungen möglich sind. Man kann die Anordnung vorzugsweise so weiter durchbilden, daß der erste Zylinderraum mit dem von der Kapsel umschlossenen Raum in offener Gasverbindung steht und daß der Eintritt des Kältemittels durch die Saugleitung in den ersten Zylinderraum, der Übertritt des Kältemittels aus der Kapsel in den zweiten Zylinderraum und, der Austritt des Kältemittels aus dem zweiten Zylinderraum in die Druckleitung durch Ventile oder Schieber geregelt wird.The invention relates to operating with a piston compressor compression refrigerating machine, the drive motor outside of a provided with movable pressure-tight walls capsule disposed 1,4 e on the one hand on the fixed part of the "pressors and on the other hand, on the back and herr4 'so befesg moveable part of the compressor''t @ r is that it seals the sliding fit of the compressor to the outside. According to the invention, when the piston is moved in one direction, refrigerant is sucked through the suction pipe from the evaporator into the expanding cylinder space, while at the same time refrigerant is compressed in the decreasing cylinder space When the piston is moved in the other direction, the refrigerant is pressed out of the now shrinking first cylinder space into the capsule, which is provided with movable walls, and from there is fed to the now expanding second cylinder space part of the fact that the invention works with a pre-compression of the sucked refrigerant in the capsule provided with movable walls. This results in the particular advantage that smaller piston dimensions are possible with the same refrigeration capacity. The arrangement can preferably be further developed in such a way that the first cylinder space is in open gas connection with the space enclosed by the capsule and that the entry of the refrigerant through the suction line into the first cylinder space, the passage of the refrigerant from the capsule into the second cylinder space and , the exit of the refrigerant from the second cylinder chamber into the pressure line is regulated by valves or slides.

Für die bewegliche Wand der Kapsel kann man beispielsweise eine aus Metallblechen hergestellte Doppelmembran verwenden. Dabei kann man das eine Mernbranblech mit Hilfe des Zylinderdeckels am feststehenden Teil des Kolbenkompressors befestigen und das zweite Membranblech mit der Kolbenstange fest verbinden.For the movable wall of the capsule, one can, for example, make one from Use double membrane made from sheet metal. You can use a Mernbran sheet attach to the stationary part of the reciprocating compressor with the aid of the cylinder cover and firmly connect the second diaphragm plate to the piston rod.

Für die zuletzt genannte Ausführungsform ist in Fig. i ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit i ist der feststehende Zvlinder des Kolbenkompressors bezeichnet. Dieser besitzt einen oberen Deckel 2 und einen unteren Deckel 3. Durch den Deckel 2 ist die Kolbenstange q. hindurchgeführt, -an der der Kolben 5 befestigt ist. Die Kolbenstange wird durch einen Kurbeltrieb 6 angetrieben. Zum Antrieb des Kompressors kann irgendein rotierender Antriebsmotor dienen. An den unteren Deckel sind das Druckrohr 7 und das Saugrohr 28 der im übrigen nicht dargestellten Kompressionskältemaschine angeschlossen. Der bewegliche Kolben bildet mit Aden feststehenden Zylinderwandungen zwei `.Arbeitsräume, nämlich den oberen Arbeitsraum 8 und den unteren Arbeitsraum 9. Benn :Aufwärtsgang des Kolbens vergrößert sich der untere Arbeitsraum 9, wodurch Kältemittel durch das Saugrohr 28 über ein Saugventil io angesaugt wird. Da der Arbeitsrauin 9 durch eine Leitung 16 mit dem Raum 17 in Verbindung steht und sich der Raum 17 beim Aufwärtsgang des Kolbens ebenfalls vergrößert, wird das Kältemittel bei dieser Bewegung auch gleichzeitig in den Raum 17 gesaugt. Bei dieser Kolbenbewegung wird gleichzeitig der obere Arbeitsraum 8 verkleinert und dadurch das darin befindliche Kältemittelgas kompi#imiert. Sobald der Kolben einen bestimmten Weg zurückgeregt hat, wird mit Hilfe der in der Kolbenstange .l ,vorgesehenen Nut ii das komprimierte Kältemittelgas durch die Leitung 12 in das Druckrohr 7 gepreßt.For the last-mentioned embodiment, FIG. 1 shows an embodiment of the invention shown. With i is the fixed cylinder of the piston compressor designated. This has an upper cover 2 and a lower cover 3. Through the cover 2 is the piston rod q. passed through, -an attached to the piston 5 is. The piston rod is driven by a crank mechanism 6. To drive the Any type of rotating drive motor can be used for the compressor. On the lower lid are the pressure pipe 7 and the suction pipe 28 of the compression refrigeration machine, otherwise not shown connected. The movable piston and Aden form stationary cylinder walls two working rooms, namely the upper working room 8 and the lower working room 9. Benn: Upward gear of the piston increases the lower working space 9, whereby Refrigerant is sucked in through the suction pipe 28 via a suction valve io. Since the Arbeitsrauin 9 through a line 16 with the room 17 and is in communication the space 17 is also enlarged during the upward movement of the piston, the refrigerant becomes sucked into space 17 at the same time during this movement. With this piston movement At the same time, the upper working space 8 is reduced, and thereby that which is located therein Refrigerant gas compiled. As soon as the piston is excited back a certain distance has, with the help of the groove ii provided in the piston rod .l, the compressed Refrigerant gas is pressed through line 12 into pressure pipe 7.

Mit der Kolbenstange ist in der aus der Figur- ersichtlichen Weise ein feststehender Kapselteil 13 fest verbunden, an den eine bewegliche Doppelmenbran i.., 15 angeschlossen ist. Die Nabe der unteren Membranwand 15 ist mit Hilfe des Deckels 3 am Zylinder i druckdicht befestigt. Beim Abwärtsgang des Kolbens wird das vorher in den Arbeitsraum 9 angesaugte Kältemittelgas durch die ständig offene Verbindungsleitung 16 in die von den .Teilen 13, 14 und 15 gebildete Kapsel 17 gedrückt. Da sich der Arbeitsraum 17 dieser Kapsel bei der Abwärtsbewegung jedoch selbst. auch verkleinert, erfolgt eine Vorkompression des Kältemittels. Dieses entweicht nach Zurücklegen eines bestimmten Kolbenweges durch die Leitung i 8 über die Nut i9 in den Arbeitsraum B. Damit ist ein Arbeitsspiel beendigt, und beim Aufwärtsgang des Kolbens wiederholen sich die oben beschriebenen Vorgänge. In den Arbeitsraum 8 des Kompressors gelangt das Kältemittelgas also in einem vorkomprimierten Zustand, während bei normalen Kolbenkompressoren das Kältemittelgas in den sich vergrößernden Saugraum unmittelbar aus dem Verdampfer kommt, also aus dem Teil der Kältemaschine, welcher den niedrigsten Druck hat. Die Höhe der Vorkompression läßt sich durch geeignete Wahl der Größenverhältnisse der Kompressoreinzelteile beeinflussen.A stationary capsule part 13 is firmly connected to the piston rod in the manner shown in the figure, to which a movable double diaphragm i ..., 15 is connected. The hub of the lower membrane wall 15 is attached to the cylinder i in a pressure-tight manner with the aid of the cover 3. During the downward movement of the piston, the refrigerant gas previously sucked into the working chamber 9 is pressed through the constantly open connecting line 16 into the capsule 17 formed by the parts 13, 14 and 15. However, since the working space 17 of this capsule itself also shrinks during the downward movement, the refrigerant is precompressed. This escapes after having covered a certain piston path through the line i8 via the groove i9 into the working space B. This ends a working cycle, and the above-described processes are repeated when the piston moves upwards. The refrigerant gas enters the working chamber 8 of the compressor in a pre-compressed state, while in normal piston compressors the refrigerant gas enters the expanding suction chamber directly from the evaporator, i.e. from the part of the refrigeration machine which has the lowest pressure. The amount of pre-compression can be influenced by a suitable choice of the proportions of the individual compressor parts.

An Stelle der in Fig. i- dargestellten Steuerung des Kältemittels mit Hilfe der in der Kolbenstange ausgesparten Steuerleitungen ii und i9 können auch Ventile treten. Hierfür ist in Fig. 2 als Ausführungsbeispiel eine Teilansicht dargestellt. Soweit die einzelnen Teile mit denen in Fig. i übereinstimmen, sind hier dieselben Bezugszeichen verwendet. Beim Abwärtsgang des Kolbens 5 wird das Kältemittel aus dem Raum 17 durch die Leitung 18 und übei^.=rP federndes Ventil :2i in den oberen Arbefts= raum 8 des Zylinders befördert. Beim Aufwärtsgang des Kolbens wird das Arbeitsmittel aus dem Arbeitsraum 8 in die Druckleitung, 12 über ein federbelastetes Ventil 2o gedrückt.Instead of the control of the refrigerant shown in FIG with the help of the control lines ii and i9 recessed in the piston rod also kick valves. This is shown in FIG. 2 as an exemplary embodiment one Partial view shown. As far as the individual parts agree with those in Fig. I, the same reference numerals are used here. When the piston 5 is down the refrigerant from the space 17 through the line 18 and via ^. = rP resilient valve : 2i conveyed to the upper working space 8 of the cylinder. When the Piston is the working fluid from the working chamber 8 into the pressure line 12 over a spring-loaded valve 2o pressed.

Um bei größeren Kolbenhüben die Ringspannungen in den Membranblechen 14 und 15 möglichst klein zu halten, kann man entweder für die Doppelmembran eine an sich bekannte sternförmige Grundrißform für die Miembranbleche verwenden, bei der die Randkurve des Membranbleches so 'gewählt ist, -daß Ringspannuhgen bei ihrem Betrieb weitgehend vermieden werden; will man für die Membran dagegen die fabrikatonisch einfachere kreisrunde Grundrißform verwenden, so kann es bei großen Kolbenhüben unter Umständen vorteilhaft sein, mehrere derartige Membranen hintereinandei*zuschalten.To reduce the ring stresses in the diaphragm plates with larger piston strokes To keep 14 and 15 as small as possible, you can either use a use per se known star-shaped plan shape for the Miembranbleche, at which the edge curve of the membrane sheet is so 'chosen that Ringspannuhgen in their Operation to be largely avoided; on the other hand, if one wants the fabrikatonisch for the membrane Use a simpler circular plan shape, so it can with large piston strokes It may be advantageous to switch on several such membranes one after the other.

Claims

PATIiNTANSP-RÜC11R: i. Compression refrigeration machines working with a reciprocating compressor, their drive motor outside of one provided with movable, pressure-tight walls Capsule is arranged on the one hand on the fixed part of the piston compressor and on the other hand so attached to the reciprocating part of the reciprocating compressor is that it seals the sliding seat of the piston compressor to the outside, characterized in that that when moving the piston in one direction refrigerant through the suction pipe from the evaporator into the expanding cylinder space on one side of the Piston is sucked in, while at the same time refrigerant in the shrinking Cylinder space on the other side of the piston is compressed, and that when moving of the piston in the other direction the refrigerant from your now shrinking first cylinder space pressed into the capsule provided with movable walls, compressed there and then fed to the now expanding second cylinder chamber will. a. Compression refrigeration machine according to claim i, characterized in that the first cylinder space with the space enclosed by the capsule in open gas communication stands Lind that the entry of the refrigerant through the suction line into the first Cylinder space, the passage of the refrigerant from the capsule into the second cylinder space and the exit of the refrigerant from the second cylinder space into the pressure line is regulated by valves or slides. 3. Compression refrigeration machine according to claim i or a, characterized by the use of one made from sheet metal Double membrane as the movable wall of the capsule.