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Einrichtung zur. Abfuhr der in einem Motorkompressoraggregat einer
Kompressionskältemaschine frei werdenden Wärme Bei der üblichen Bauart von Kompressionskältemaschinen
kleiner Leistung, insbesondere für Haushaltkühlschränke, ist für die Kühlung sowohl
des Maschinenaggregats als auch des Kondensators ein Lüfter vorgesehen. Die räumliche
Anordnung der in Frage kommenden Teile wird dabei so vorgenommen, daß der vom Ventilator
erzeugte Luftstrom Kondensator und Maschinenaggregat hintereinander bespült.
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Durch die Anwendung eines Ventilators als zusätzlicher Maschinenteil
wird zwar der Vorteil erreicht, daß die für die Wärmeabfuhr erforderlichen Flächen
ein bequem erträgliches Mindestmaß erreichen, es muß damit aber zugleich neben dem
zusätzlichenLeistung sverbrauch auch noch die Möglichkeit in Kauf genommen werden,
daß der Ventilator und damit auch die Kälteleistung des Kompressoraggregats praktisch
ausfällt. Die Beseitigung der Luftgeräusche, die bei künstlicher Belüftung immer
notwendig wird, sei als weiterer Nachteil nur kurz erwähnt.
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Soll im Zuge der Vereinfachung eines Kompressoraggregats, vor allem
aber durch das Bestreben, die Betriebssicherheit über lange Zeitabschnitte zu erhöhen,
der Ventilator fortgelassen werden, dann muß, gleiche Leistungsverhältnisse vorausgesetzt,
für die Wärmeabfuhr vom Kondensator und vom Maschinenaggregat jeweils eine Kühlfläche
vorgesehen werden, die im Verhältnis der Wärmeübergangszahlen bei künstlicher und
natürlicher Konvektionskühlung größer sein muß als bei künstlicher Belüftung.
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Die Unterbringung der Fläche für den Kondensator wird in .den allermeisten
Fällen ohne große Schwierigkeiten möglich sein. Es sind z. B. Ausführungsformen
bekannt, bei denen,der Kondensator, aus großen Blechplatten bestehend, parallel
zur Rückwand des Kühlschrankes über die ganze Höhe des letzteren
aiigeoraiict
ist. Die gleiche Anordnung erfolgt auch von Kondensatoren, die aus gerippten Rohren
aufgebaut sind.
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Wesentlich größere Schwierigkeiten bereitet schon die Kühlung des
-Iaschinenaggregats, insbesondere dann, wenn dieses Aggregat in einem Topf hermetisch
gekapselt ist. Die Größe dieser Gefäße reicht meist nicht aus, um die für die wirksame
Kühlung erforderliche Fläche aufzubringen. Es kommt hinzu, daß auch der Raum, in
welchem das Gefäß mit dem Maschinenaggregat untergebracht ist (über oder unter dein
Kühlraum), ebenfalls nur wenig Möglichkeit für die Allordnung der notwendigen hiililfläche
bietet.
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Wesentlich für eitle gute Wärmeabfuhr vom Aggregat ist auch die Art
der Wärmebrücken zwischen dein Aggregat tind dem das Aggregat umschließenden Topf,
Ist das Aggregat in den umschließenden Topf fest eingepreßt, so ist durch diesen
metallischen Schluß genügend Sorge getragen, daß der Wärniefluß vorn Aggregat zum
Topf erfolgt. Ist dieser metallische Schluß jedoch mangelhaft, z. B. wenn das Aggregat
innerhalb des Topfes mit Hilfe von Federn aufgehängt ist, die nur einen geringen
metallischen Querschnitt haben, so müssen besondere Maßnahmen getroffen werden,
um einen guten Wärmeübergang zwischen Aggregat und Topf zu gewährleisteli.
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Es ist für diesen Fall bereits vorgeschlagen worden, das Öl mit Hilfe
einer mechanischen zweiten Pumpe über das Aggregat und an die Wände des Topfes zu
fördern. Diese Maßnahme ist jedoch teuer; erfordert sie doch außer dem Kompressor
noch eilte zweite Pumpe, die genau wie der Kompressor selbst aus Teilen mit genauen
Passungen bestehen muß. Ferner benötigen solche Pumpen einen erheblichen Mehraufwand
an -Material.
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Bei einer bekannten Anordnung, bei welcher das Schmieröl zur Wärmeabfuhr
dient, ist eine Spezialkolistruktion für den Kompressor erforderlich, um das Schmieröl
getrennt vom Kältemittel ansaugen zu können. Das angesaugte Schmieröl wird dann
weiter von einer rotierenden Schleuderscheibe auf das Aggregat verteilt. Mit diesen
-Mitteln läßt sich die für eine gute Wärmeabfuhr erforderliche gleichmäßige `'erteilung
des Schmieröles über die wärmeabgebenden Teile des Aggregats nicht erzielen.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Abfuhr der in
einem Motorkompressoraggregat einer Kompressionskältemaschine frei werdenden Wärine
mit Hilfe einer zwischen den wärmeabgebenden Teilen des Aggregats und einem Kühler
zirkulierenden Hilfsflüssigkeit. Erfitidungsgemäß werden bei einem durch Federn
im lniiern einer Kapsel abgestützten Aggregat in die den Kühler enthaltende Umlaufsleitung
vom Kompressor angetriebene Kältemitteldämpfe eingeleitet, die in einem Teil der
Umlaufsleitung nach Art einer Gasheberpumpe eine Förderwirkung auf die den Kühler
durchströmende Hilfsflüssigkeit ausüben und hierdurch die Hilfsflüssigkeit aus dem
Kühler in den oberen Teil der Kapsel fördern, von wo s_ie über die wärmeabgebende
Oberfläche des Aggregats herabfließt, während die Kältemitteldämpfe dem Kndensator
bzw. der Saugseite des Kompressors zugeführt werden. Auf diese Weise gelingt es,
mit ganz einfachen und billigen Mitteln eine sehr intensive Kühlung des innerhalb
der Maschinenkapsel federnd aufgehängten Aggregats zu erzielen, ohne daß für den
Antrieb des Kühlmittels eine besondere mechanische Pumpe erforderlich wäre. Durch
die bei der Erfindung angewendete Anordnung kann das Kühlmittel leicht allen wärmeabgebenden
Teilen des Aggregats gleichmäßig zugeführt werden. Die Erfindung ist nicht auf eine
bestimmte Kornpressorkonstruktion beschränkt, sondern kann bei allen Kompressoren,
insbesondere auch bei den meist üblichen Kolbenkompressoren, angewendet werden.
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Es ist schon eine Kompressionskälteinaschine bekannt, bei welcher
die Kältemittelgase dazu dienen, das Schmieröl aus einem Ölsumpf zu den Schmierstellen
zu fördern. Die Wärmeabfuhr vom Aggregat erfolgt jedoch in diesem Falle dadurch,
daß das Aggregat selbst in direktem metallischem Kontakt mit den Kapselwandungen
stehen. Dagegen dient bei der Erfindung die an sich bekannte Gasheberwirkung dazu,
die Wärmeabfuhr von dem federnd in der Kapsel abgestützten Aggregat zu verbessern.
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Als wärmeabfiihrendeHilfsflüssigkeit wird man bei der Erfindung vorzugsweise
das in der Maschinenkapsel ohnehin benötigte Schmiermittel anwenden. Man kann die
Erfindung sowohl anwenden bei solchen Arbeitsmitteln, bei denen das Kältemittel
mit dem Schmiermittel eine Lösung bildet, oder bei solchen, wo eine solche Lösung
nicht möglich ist.
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Man kann das vom Kompressor zum Kondensator strömende gasförmige Kältemittel
zum Fördern der Kühlflüssigkeit verwenden. Eine andere Ausführungsmöglichkeit der
Erfindung besteht darin, daß das vom Verdampfer zum Kompressor strömende gasförmige
Kältemittel zum Fördern der Kühlflüssigkeit dient.
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In den Figuren sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. In
Fig. r ist zunächst das Prinzip einer Gasheberpumpe aufgezeichnet.
i
ist der Sammelbehälter für die Flüssigkeit. An diesen Behälter schließt ein U-Rohr
3 an, das mit seinem linken Schenkel in das Abscheidergefäß 4 mündet. Das Abscheidergefäß
ist immer höher angeordnet als der Sammelbehälter i. In das [)-Rohr mündet ein Rohr
2, wobei die Einmündüngsstelle unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Sammelbehälter
liegen muß. Da der Sammelbehälter i, das U-Rohr 3 und das Abscheidergefäß in offener
Verbindung miteinander stehen, nehmen die Flüssigkeitsspiegel in den Teilen i, 2
und 3 die gleiche Höhe ein.
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In der Fig. i sind auch noch die wichtigsten Bestimmungshöhen der
Gasheberpumpe gekennzeichnet. E ist die Eintauchtiefe, F die Förderhöhe, H die Pumpenhöhe,
S die Sicherungshöhe gegen die Rückstoßwirkung während der Förderung und L die gesamte
Systemhöhe.
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Die Pumpe arbeitet folgendermaßen: Die Förderluft tritt über das Rohr
2 in das U-Rohr ein. Bei ausreichender Höhe S bleibt der Luft keine andere Möglichkeit
zum Entweichen als durch das Rohr 3 in das Abscheidergefäß 4. Ist das Rohr 3 bei
gegebener Luftmenge eng genug, dann treibt die Luft die Säule E vor sich her in
das Abschei.dergefäß 3. In diesem Gefäß trennt sich die Luft vou der Flüssigkeit.
Die erstere entweicht unter Umgehung des Spritzfanges durch die Leitung 5, während
die Flüssigkeit das Gefäß 4 über die Leitung 6 verläßt.
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Es ist ohne weiteres klar, daß die das Gefäß 4 verlassende Flüssigkeit
wieder in das Gefäß i zurückgeleitet werden kann, womit der Kreislauf der Flüssigkeit
hergestellt ist.
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Fig. 2 zeigt eine praktische Anwendung des Erfindungsgedankens für
eine gekapselte Kompressionskältemaschine, bei der die Kapsel unter Kondensatordruck
steht. Mit i i ist die Kapsel des Aggregats bezeichnet. i2 ist der Elektromotor,
13 der von ihm angetriebene Kompressor. Der untere Teil der Kapsel i i ist bis zu
der eingezeichneten Höhe finit Schmiermittel i4 gefüllt. Mit i5 ist-eine Ölumlaufleitung
bezeichnet, die mit Kühlrippen 16 versehen ist. Diese Ölumlaufleitung führt vom
unteren Teil 17 der Kapsel ii bis zum oberen Teil i8 der Kapsel. Das Kältemittel
wird von dem in der Figur nicht dargestellten Verdampfer her durch die Saugleitung
i9 zum Kompressor hin angesaugt. Der Kompressor drückt das Kältemittelgas durch
eine Leitung 2o, die in die Ölumlaufleitung 15 in der aus der Figur ersichtlichen
Weise mündet. Das gasförmige Kältemittel gelangt in der aus der Figur ersichtlichen
Weise durch die Leitung 15 zum oberen Teil der Kapsel i i, wobei die Gasblasen
das Schmiermittel mitreißen, so daß dieses dem oberen Teil des. Motors 12 zugeführt
wird. Mit 21 ist eine Trennwand bezeichnet,. die dazu dient, die Trennung der Kältemittelase
vom Öl zu erleichtern. Die vom Öl getrennten Dämpfe verlassen die Kapsel durch die
Leitung 22 und gelangen von dort in den. nicht dargestellten Kondensator der Kältemaschine.
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Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei
ist die Anordnung so gewählt, daß die Kapsel i i des Kompressormotoraggregats unter
Verdampferdruck steht. Das Kältemittel kommt hier durch die Leitung 3i vom Verdampfer
her; es wird in die Umlaufleitung 32 eingeführt, so daß es beim Aufwärtssteigen
das Öl nach oben mitreißt und es dem wärmeabgebenden Teil des Motors 12 zuführt.
Durch die Leitung 33 wird das Kältemittelgas aus dem Innern. der Kapsel i i zur
Saugseite des Kompressors angesaugt; es verläßt den Kompressor durch die Druckleitung
34 und gelangt von dort zum nicht dargestellten Kondensator.
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In den Fig. 4, 5 und 6 sind schematisch verschiedene räumliche Anordnungen
für Ölumlaufsysteme gemäß der Erfindung gezeichnet. Fig. 4 zeigt ein System, bei
dem der Ölkühler 35 auf gleicher Höhe mit der Motorkompressorkapsel i i angeordnet
ist. Fig. 4 zeigt schematisch eine Anordnung, bei der der Ölkühler 35 höher liegt
als die Kapsel des Motorkompressoraggregats. Mit 36 ist in dieser Figur ein besonderes
Abscheidergefäß bezeichnet, an das die zum Kondensator führende Leitung 37 angeschlossen
ist. Fig. 6 zeigt eine Anordnung, bei der der Ölkühler tiefer liegt als das Maschinengehäuse.
Bei diesen Anordnungen. kann, wenn erforderlich, noch eine Sicherungshöhe eingeschaltet
werden.
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Die Fig.7 bis io zeigen schematisch verschiedene Möglichkeiten des
Zusammenbaus einer Kompressionskältemaschine gemäß der Erfindung mit einem Kühlschrank.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei. der die Kompressormotorkapsel i i und der Ölkühler
35 oben auf dem Kühlschrank 38 angeordnet sind, während der Kondensator 39 in diesem
Falle an der Rückseite des Kühlschrankes montiert ist. Das Gemisch von Gas, Kältemitteldampf
und Öl geht dabei z. B. spiralig aufsteigend abwechselnd durch den linken und rechten
Kühler. Die Verbindungsrohre zwischen den Kühlern sind nicht mitgezeichriet. Fig.
8 zeigt eine Anordnung, bei der der Kompressor i i und der Ölkühler 35 unterhalb-
des Kühlschrankes 38 und der Kondensator 39 an der Rückseite des Kühlschrankes montiert
sind. Bei dem in Fig. 9 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Kompressor z i
unten, der Ölkühler 35 und der Kondensator 39 an der Rückseite des Kühlschrankes
montiert. Die Teile 35 und 39 können in diesem Falle parallel
zueinander
liegend angeordnet sein. Die entsprechende Ausführung mit einem oberhalb des Kühlschrankes
montierten Kompressor i t zeigt Fig. 1o.