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Kompressionskältemaschine Das Hauptpatent 703 840 bezieht sich auf
eine Einrichtung zur Abfuhr der in einem Motorkompressoraggregat einer Kompressionskältem,aschine
frei werdenden Wärme, wobei eine zwischen .den wärmeabgebenden Teilen des Aggregats
und .einem Kühler zirkulierende Hilfsflüssigkeit verwendet wird. Gemäß dem Hauptpatent
erfolgt der Antrieb der Hilfsflüssigkeit durch vom Kompressor der Kältemaschine
angetriebenes Kältemittel. Als Hilfsflüssigkeit wird dabei vorzugsweise das in der
Maschinenkapsel ohnehin benötigte Schmiermittel verwendet. Das Kältemittel wird
bei der Anordnung nach dem Hauptpatent dampfförmig in ein mit Öl erfülltes Heberohr
eingeführt, so daß das Öl durch die eintretenden Kältemitteldämpfe nach oben mitgenommen
wird. Bei .den Einrichtungen der im Hauptpatent behandelten Art kommt es besonders
darauf an, eine möglichst gleichmäßige Verteilung des Schmieröls auf die wärmeabgebenden
Kühlflächen des Motoraggregats zu erzielen.
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Die Erfindung betrifft besondere zusätzliche Einrichtungen, durch-
welche diese gleichmäßige Verteilung in einfacher Weise sichergestellt werden kann.
Erfindungsgemäß ist die äu.fwärts geführte Olleitung an ein oberhalb des Aggregats
angeordnetes Ölverteilungsgefäß angeschlossen, wobei dieses Gefäß unten mindestens
zwei Abflußöffnungen (vorzugsweise Schlitze) besitzt, durch welche den äußeren Abmessungen
des zu kühlenden Aggregats angepaßte Ölströme auf die wärmeabgebenden Oberflächen
gelenkt werden. Den Abflußschlitzen kann man besondere Leitbleche zuordnen, die
für eine einwandfreie Trennung der Ölströme sorgen. Auch schon im Olverteilungsgefäß
selbst können Mittel zur Trennung der Ölströme verwendet werden.
So
kann man beispielsweise bei Motorkompressoraggregaten, - die eine horizontal liegende
Welle besitzen, in das Innere des Verteilungsgefäßes eine Längstrennwand einbauen.
Es ist vorteilhaft, diese Längstrennwand so auszubilden, ,daß sie sich bis in den
Bereich der ölzulaufstelle hin erstreckt.
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Es sind schon Kompressionskältemaschinen bekannt, bei denen das Schmieröl
von einer rotierenden Schleuderscheibe aus über die zu kühlenden Oberflächen des
Aggregats verteilt werden soll. Hier handelt es sich nicht um. eine Scheibe, über
welche das 0I gleichmäßig überläuft. Eine gleichmäßige Verteilung -des Öls ist nicht
sichergestellt, da keinerlei besondere Mittel vorgesehen sind, die eine solche Verteilung
des Öls nach allen Seiten hin erzwingen.
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Bei der praktischen Durchbildung der Anordnung empfiehlt es sich ferner,
der Tatsache Rechnung zu tragen, daß die Ölmenge in der Zeiteinheit beim Betrieb
nicht gleichbleibt und daß auch die Öltemperatur selbst schwankt. Man kann die Konstruktion
so durchbilden, daß die Ölmengen zwar praktisch stets gleichbleibend sind; die Temperatur
des Öls schivanl:t aber zwischen der niedrigsten vorkommenden Raumtemperatur und
der oberen Grenztemperatur des Motoraggregats. Das bedeutet im allgemeinen eine
Temperaturschwankung von rund 65 ° C.
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Es ist bekannt, daß die Dichte der Öle, insbesondere aber deren Zähigkeit,
mit steigender Temperatur sehr stark abnimmt. Während ein für Kompressoren -im allgemeinen
verwendetes Öl bei 20 ° C 6zmal zäher ist als Wasser, ist es bei 8o° C nur noch
i5inal -näher als `'Wasser. Es empfiehlt sich, bei der konstruktiven Ausbildung
des eingangs erwähnten Ülverteilungsgefäßes auf dieses Verhalten des Öls Rücksicht
zu nehmen. Für die Bemessung der Durchlauföftnungen im Boden des Verteilungsgefäßes
ist insofern die höchste vorkommende Öltemperatur maßge.-bend, als der Öffnungsquerschnitt
gerade so bemessen sein muß, daß dieser durch geringes Stauen von der Flüssigkeit
ganz überdeckt wird. Dadurch wird ein gleichmäßiger Ab--?auf über die verlangte
Breite (z. B. über .die Breite des 'Motors) gewährleiset. Wären. nämlich zu groß--
Öffnungen vorgesehen, dann. würde das Öl bei gegebener stündlicher Menge bereits
in .der Nähe des Eintritts aus dem Verteilungsgefäß auslaufen, ohne sich über die
ganze Breite des Gefäßes zu verteilen.
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Es ist nun ohne weiteres klar, daß ein Durchflußquerschnitt, der bei
gegebener Ülinenge für eine Zähigkeit entsprechend t = So"' C richtig bemessen ist,
für ein Öl mit einer Zähigkeit entsprechend 20'C scheinbar, zu klein wird.
Der Erfolg dieser Tatsacht ist, daf-sich der Flüssigkeitsspiegel so lange erhöht,
bis der statische Druck für den Durchlauf der gegebenen Ölmenge ausreicht. Soll
andererseits die Spiegelüberhöhung einen gegebenen Wert (z. B. den bei t --_ So'
C) auch bei 2o' C nicht überschreiten, dann müßte für diesen Fall ein größerer Durchlaufquerschnit,
vorgesehen werden.
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In den meisten praktischen Fällen wird es konstruktiv nicht ohne weiteres
möglich sein. den für die Spiegelerhöhung erforderlichen Raum vorzusehen. Diese
Schwierigkeit läßt sich gemäß der weiteren Erfindung sehr einfach von vornherein
dadurch vermeiden, da!', an dem Ölverteilungsgefäß noch mindesten zwei Cberlaufstellen
für das Öl vorgesehen sind, von denen aus (las Öl den beiden aus den unteren Abflußschlitzen
fließenden Ölströmen zugeleitet wird. Man kann dies praktisch dadurch erreichen,
daß die Überlaufstellen durch die beiden Seitenwände des Ölverteilungsgefäßes gebildet
werden und daß die beiden Stirnwände entsprechend höher gezogen sind.
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Weitere für die Erfindung wesentlich Merkmale werden bei der Beschreibung
der Ausführungsbeispiele behandelt werden.
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In Fig. i ist die Kühleinrichtung geniäl. der Erfindung schematisch
dargestellt. Mit i ist der Elektromotor, mit a der Kompressor der Kältemaschine
bezeichnet. Das Motorkonipressoraggregat ist mittels Federn 3 gegen die Kapsel q.
abgestützt. Vom nicht dargestellten Verdampfer her kommt da dampfförmige Kältemittel
durch die Saugleitung 5 zum Kompressor. Es verläßt diesen durch die Druckleitung
6. Diese Druckleitung ist in der aus Figur ersichtlichen Weise in ein Olumlaufsrohr
7 eingeführt, dessen anderes Ende i i an ein Olverteilungsgefäß S angeschlossen
ist. Der mittlere Teil 9 der Ölförderleitung ist als Kühler 9 ausgebildet. Das Kältemittelgas
verläßt das Gefäß S durch die Druckleitung io, an die der in der Figur nicht dargestellte
Kondensator angeschlossen ist.
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Die Fig. 2 und 3 zeigen einen Querschnitt und eine perspektivische
Teilansicht der Konstruktion des Ölverteilungsgefäßes. Im Boden des Verteilungsgefäßes
S sind zwei Längsschlitze 12, 13 vorgesehen, durch welche je ein der wirksamen Länge
des zu kühlenden Motoraggregats angepaßter Ölstrom 1.4. i,# auf die beiden Seiten
der wärmeabgebenden Oberfläche des Motors geleitet wird. Zur Führung des Öls -dienen
die beiden Leitbleche 16 und i7: Eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher
zwangsläufig dafür gesorgt ist, daß sich die Anordnung den wechselnden Öltemperäturen
anpaßt, ist in Fig..I und 5 in einem
Ouerschnitt und in einer perspektivischen
Teilansicht dargestellt. In diesen Figuren sind mit 2r und 22 die beiden Stirnwände,
mit 23 und 24 die beiden Seitenwände des Verteilungsgefäßes bezeichnet. Mit 25 ist
die Olzulaufleitung bezeichnet. In das Gefäß ist eine Trennwand 26 eingebaut, welche
bereits im Verteilungsgefäß eine Trennung des Ölstromes vornimmt. Diese Trennwand
erstreckt sich bis in den Bereich der Ölzulaufstelle 25. Mit 27 und 28 sind die
unteren Leitbleche, mit 2g und 3o Ausflußschlitze am Boden des Gefäßes bezeichnet.
Durch die Seitenwände z3 und 24 ist be-,virkt, daß das Verteilungsgefäß nur so hoch
ist, wie es dem kleinsten Spiegelstand bei beispielsweise 8o° C entspricht. Wenn
bei dieser Anordnung der Spiegel mit abnehmender Öltemperatur steigt, dann läuft
der scheinbare Überschuß über den Rand der Seitenwände 23 und 24 über. Durch Höherziehen
der beiden Stirnwände ist erreicht, daß das Öl nur über die Seitenwände abläuft,
und durch die beiden Leitbleche 31 und 32 wird das ablaufende Öl
schließlich
den durch die Bodenöffnungen 29 und 3o austretenden Ölströmen angeschlossen.
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Im allgemeinen ist es schwierig, den Überlauf von Flüssigkeiten über
längere gerade Kanten gleichmäßig zu gestalten. Unebenheiten der Kanten und Schräglaben
führen sehr leicht dazu, daß der gberlauf nur an wenigen Stellen, vielfach einseitig,'
erfolgt, was letzten Endes den Kühlvorgang benachteiligt. Nenn dieser Überlauf zwar
einseitig, aber immer in der Mitte der Ü berlaufkante erfolgen würde, dann wäre
der Nachteil nicht mehr ganz so groß.
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Um dies vom Zufall von vornherein frei zu machen, kann die Längskante,
z. B. wie in der Fig. 5 angedeutet, ausgebildet werden.
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In Vervollständigung dieses Gedankens, also um eine möglichst gleichmäßige
Verteilung des über die Längskanten überlaufenden Üi,- über die ganze 1\Tettokühlbreite
b zu erreichen, ergeben sich schließlich die Ausführungsformen a, b, c und
d in Fig. 6. Bei diesen Anordnungen ist der Anstieg des Überlaufspiegels
größer als bei der geraden Kante, der Mehrbetrag macht aber für das Beispiel c nur
3,5 mm aus, ist also praktisch ohne Bedeutung. Die Form der Einschnitte in den Seitenwänden
kann beliebig gewählt werden.
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Um Ungleichmäßigkeiten im Überlauf durch SchYäglage des Verteilergefäßes
zu vermeiden, kann dieses einfach, gegebenenfalls zweifach, beweglich gelagert werden,
wodurch die senfechte Gefäßlage immer gewährleistet wird (Kardanaufhängung).