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Elektromagnetischer Schwingkompressor, insbesondere für Kälteanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Schwingkompressoren, insbesondere
fürKälteanlagen, bei denen zur Vermeidung des Anschlagens des Kolbens an den Zylinderdeckel
bei fehlendem Gegendruck eine Vorkammer vorgesehen ist, die durch ein federbelastetes
Ventil gegen die Druckseite abgeschlossen ist und dadurch beim Anlaufen des Kompressors
rasch auf einen ausreichenden Gegendruck aufgeladen wird.
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Die Anordnung der Vorkammer mit dem notwendigen Zwischenventil zum
Zylinder und dem Ausgangs-Druckventil, das zum raschen Aufbau eines vorbestimmten
Gegendrucks federbelastet sein muß, kompliziert und verteuert jedoch den Aufbau
des Kompressors, insbesondere auch dadurch, daß das Vorkammerventil nicht als einfaches
Druckventil ausgebildet sein kann. Dieses Ventil muß nämlich, sobald der Druck in
der Vorkammer einen bestimmten Wert erreicht hat, öffnen und dann ständig offen
gehalten werden. Es arbeitet daher nur beim Anlaufen als Druckventil, während im
Betrieb die Aufgabe des Druckventils von dem zwischen Zylinder und Vorkammer angeordneten
Zwischenventil übernommen wird. Deshalb ist auch das Vorkammerventil in der Regel
als empfindliches Membranventil ausgebildet. Solche Ventile sind aber häufig die
Ursache von Störungen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Schwingkompressor der vorbeschriebenen
Art mit Vorkammer. Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines solchen Kompressors
zu vereinfachen.
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Zu diesem Zwecke ist die Vorkammer nicht wie bisher durch ein Membranventil
abgeschlossen, sondern erfindungsgemäß ist an dem Ausgang der Vorkammer ein Drosselorgan
in Gestalt eines Kapillarrohres geeigneter Länge und Weite angeschlossen.
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Man kann auf diese Weise völlig auf das den Aufbau der Vorkammer erschwerende
und störanfällige Membranventil verzichten. Die Drosselwirkung der Kapillare reicht
bei geeigneter Bemessung völlig aus, die erwünschte rasche Aufladung der Vorkammer
herbeizuführen.
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Es ist zwar bekannt, in Kompressions-Kältemaschinen als Drosselorgane
Kapillarrohre zu verwenden, jedoch sind diese stets zwischen dem V erflüssiger und
dem Verdampfer eingeschaltet und haben eine ganz andere Aufgabe als in vorliegendem
Falle, wo die Kapillare zwischen Kompressor und Verflüssiger liegt und nur dazu
dient, einen raschen Aufbau des Gegendruckes in der Vorkammer zu ermöglichen.
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Es ist andererseits auch ein elektromagnetischer Schwingkompressor
mit einer gegenüber dem Kompressorzylinder durch ein Ventil abgetrennten Vorkammer
vorgeschlagen worden, an deren Ausgang kurze Drosselstellen und eine Ausgleichskammer
angeordnet sind, die aber lediglich eine Geräuschdämpfung zum Zwecke haben, dagegen
den zur Erzielung der durch die Erfindung beabsichtigten Wirkung notwendigen raschen
Druckaufbau in der Vorkammer nicht ermöglichen.
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In der Zeichnung ist in Fig.1 in schematischer Darstellung der Aufbau
eines Kompressorzylinders mit Vorkammer und Membranventil entsprechend einem früheren
Vorschlag dargestellt, während Fig. 2 die Anordnung gemäß der Erfindung mit einem
Kapillarrohr zeigt. In beiden Figuren ist mit 1 das Zylindergehäuse, mit 2 der zu
einer Vorkammer ausgestaltete Zylinder und mit 3 der Kolben bezeichnet. Zwischen
Zylinderraum 5 und Vorkammer 6 ist ein Zwischenventil 4 vorgesehen, das durch eine
Feder 7 gegen einen an der Zylinderwand gebildeten Absatz gedrückt wird und damit
die beiden Räume voneinander trennt. Dieses Ventil ist so angeordnet, daß der Kolben
bei größeren Schwingweiten es vor sich her in den Bereich der Vorkammer drücken
kann. Diese Vorkammer ist nun gegenüber dem übrigen System der Kälteanlage bei der
Anordnung nach Fig. 1 durch ein Ventil abgeschlossen, das aus einem Ventilteller
8, einer Membran 9 und einer Druckfeder 10 besteht. Der Ventilteller schließt die
Vorkammer gegen einen Ringraum 11 ab, an den die zum Verflüssiger führende Druckleitung
12 angeschlossen ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist bereits oben beschrieben,
und es dürfte ohne weiteres einleuchten, daß der Aufbau eines solchen Ventils, wenn
dieses den zu stellenden Dichtungsanforderungen und Druckbeanspruchungen genügen
soll, genaueste Bearbeitung der verschiedenen Teile notwendig macht und damit sehr
teuer ist.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung gemäß der Erfindung
läßt die erzielte Vereinfachung, deutlich erkennen. Die Vorkammer 6 besitzt lediglich
eine Bohrung 13 für den Anschluß eines Druckrohres, das als Kapillare 14 ausgebildet
ist. Zweckmäßig wird dieses Kapillarrohr über ein Rohrzwischenstück 15 an die Vorkammer
angeschlossen.
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Die Erfindung erweist sich auch als vorteilhaft bei einem Schwingkompressor,
der gemäß einem früheren Vorschlag mit Halbwellen gespeist wird und bei dem man
das Erregersystem so ausbildet, daß das schwingende mechanische System, dessen Eigenresonanz
auf die halbe Netzfrequenz abgestimmt ist, in dieser halben Netzfrequenz schwingt.
Durch eine besondere Einstellung des Ankers ist bei, diesem Vorschlag erreicht,
daß beim Anlaufen des Kompressors- der Anker erst mit Netzfrequenz und kleinem Hub
schwingt und nach Aufladen der Vorkammer, welches in einigen Sekunden erfolgt, selbständig
in die halbe Netzfrequenz mit großem Hub umschwingt. Durch diese Maßnahme ist die
Gefahr des Kolbenanschlages bei fehlendem Gegendruck weitgehend beseitigt. Auch
diese ältere Anordnung weist als Abschluß der Vorkammer gegen die Druckleitung das
oben beschriebene Membranventil auf. Es läßt sich ohne weiteres durch die Anordnung
nach der Erfindung ersetzen, ohne daß dabei die Umschwingzeit ins Gewicht fallend
verlängert wird. Versuche dieser Art an einem für einen Haushaltskühlschrank mittlerer
Größe bemessenen Kompressor haben gezeigt, daß durch die Verwendung eines solchen
Kapillarrohres die Zeiten zwischen Anlassen und Einschwingen auf die halbe Netzfrequenz
in der gleichen Größenordnung liegen wie bei Verwendung des Membranventils. Diese
Zeiten betragen bei verschiedenen Weiten und Längen des Kapillarrohres zwischen
etwa 4 und 8 Sekunden. Der im Augenblick des Umschwingens in der Vorkammer herrschende
Gegendruck betrug dabei etwa 2 bis 3,5 atü. Die Beobachtung des Ventils in der Vorkammer
und des Gegendrucks haben gezeigt, daß letzterer sich mit steigendem Gegendruck
nicht erhöht, söridern sich dem Gegendruck langsam angleicht.