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Mit dem Antriebsmotor in einem unter Saugdruck stehenden Gehäuse angeordneter
Kältekompressor Die Erfindung bezieht sich auf Kühlvorrichtungen und betrifft insbesondere
die Kompressoren für Kühleinrichtungen.
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Beim Aufbau von Kühleinrichtungen ist es wünschenswert, Mittel zur
Sicherung einer ausreichenden Schmierung des zugehörigen Kompressors und zur Verringerung
des Kompressorgeräusches vorzusehen. Für das Schmieren abgeschlossener Kompressoreinheiten
sind viele verschiedene Anordnungen bekanntgeworden. Ein allgemeines Merkmal der
meisten Anordnungen ist die Verwendung eines Sumpfes am Boden der Einheit, in dem
sich das 01 sammeln kann. Weiterhin wurden verschiedene Mittel vorgesehen,
um das 01 aus dem Sumpf zu entnehmen, es den verschiedenen zu schmierenden
beweglichen Teilen zuzuführen und dann zum Sumpf zurücklaufen zu lassen. Falls in
dem besonderen Falle der Kompressor Kältemittel dem Hauptteil des Gehäuses unter
Druck zuführt, kann der Druck des Kältemittels zur Unterstützung der Ölzirkulation
herangezogen werden. Bei Kompressoren mit hin und her gehendem Kolben, der mittels
eines Querschlittens und eines Joches angetrieben wird, ist es auch bekannt, eine
Pumpenanordnung auf dem Joch derart vorzusehen, daß die relative Bewegung der Kurbel
in bezug auf das Joch die Kolbenpumpe betätigt, um die Ölzirkulation in Gang zu
setzen. Weitere Anordnungen bedienen sich der Spritzwirkung beweglicher Teile, welche
in das im Sumpf gesammelte Öl hineintauchen. Auch ist es bekannt, durch die Spritzwirkung
die Zirkulation eines zusätzlichen Drucksystems zu vermehren. Ferner ist es bekannt,
im Kurbelzapfen und anderen Teilen des Joches und des Querschlittens Durchgänge
in Verbindung mit den verschiedenen bekannten Schmiersystemen zu verwenden. Allediesebekannten
Systeme weisen verschiedene Nachteile auf, z. B. eine mangelnde Konstanz der Wirkung,
einen komplizierten Aufbau u. dgl.
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Es wurde nun gefunden, daß eine einfache, unkompliziert gebaute Anordnung
geschaffen werden kann, welche dafür sorgt, daß dem Kolben des Kompressors bei jeder
Umdrehung der Kurbel eine bestimmte vorgewählte Schmiermittelmenge zugeführt wird.
Außerdem kann dieses Schmiermittel in einer Form zugeführt werden, in der es ohne
weiteres den Ventilen des Kompressors zugeführt werden kann, um die bei der Ventilarbeit
entstehenden Geräusche zu dämpfen. Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, bei
einer Kühleinrichtung Mittel zum Schmieren des Kompressors und zur Herabsetzung
des Kompressorgeräusches zu schaffen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Kühleinrichtung
Mittel zu schaffen, die das Öl dem Kompressor derart zumessen, daß die Verteilung
des Öls im Kompressor erleichtert wird. Zur Lösung dieser Aufgaben wird gemäß der
Erfindung eine Kühleinrichtung vorgesehen, welche ein Gas enthaltendes Gefäß oder
Gehäuse und einen Kompressor aufweist, der in diesem Behälter oder Gehäuse arbeiten
kann. Im Kompressor ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche Öl einer Öffnung zumißt,
um dieses Öl dem Kompressor zuzuführen und in ihm zu verteilen. Außerdem ist eine
Vorrichtung vorgesehen, um vom Behälter Gas in die Öffnung einzuführen, wenn während
der Arbeit des Kompressors der Druck des Gases jenseits der Öffnung kleiner ist
als im Behälter, wodurch das der Öffnung zugemessene Öl in die Kompressoreinrichtung
zerstäubt wird.
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Die Erfindung ist zur Erläuterung in der Zeichnung beispielsweise
und schematisch dargestellt. Dabei gibt Fig.1 eine teilweise geschnittene und teilweise
schematische Ansicht der Kühleinheit einschließlich eines Jochkompressors gemäß
einem Ausführungsbeispiel, Fig.2 einen vergrößerten Teilschnitt nach der Linie 2-2
der Fig. 1, gesehen in Richtung der Pfeile, Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt
einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig.4 einen vergrößerten Teilschnitt
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 einen Teilschnitt der Ausführungsform
gemäß Fig. 4, bei der der Querschlitten in einer besonderen Arbeitsstellung gezeigt
ist, Fig.6 eine Schnittansicht nach der Linie 6-6 der Fig. 5, gesehen in Richtung
der Pfeile, und
Fig. 7 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine
weitere Ausführungsform der Erfindung.
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In Fig. 1 ist eine allgemein mit 1 bezeichnete Kühleinheit dargestellt.
Die Kühleinheit 1 umfaßt ein durch die strichpunktierte Linie 2 angedeutetes Gefäß
oder Gehäuse. Das Gehäuse ist so ausgebildet, daß die Saugleitung eines nicht dargestellten
Kühlsystems mit ihm verbunden werden kann, so daß das Gehäuse mit einem dampf- oder
gasförmigen Kältemittel bei Saugdruck gefüllt wird. Innerhalb des Gehäuses 2 befindet
sich ein allgemein mit 3 bezeichneter Kompressor und ein allgemein mit 4 bezeichneter
Motor zum Antrieb des Kompressors.
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Zum Tragen des Kompressors 3 und des Motors 4 ist ein im Behälter
2 in beliebiger Weise befestigter Rahmen 5 vorgesehen. Der Rahmen 5 hat Napfform
und ist mit seinem Rand in der Statorlamellisierung 6 des Motors 4 befestigt. Innerhalb
des Motors und innerhalb der Statorlamellen 6 befindet sich der drehbar gelagerte
Motor 7. In beliebiger Weise ist innerhalb des Rotors 7 eine durch diesen antreibbare
Antriebswelle 8 vorgesehen. Die Antriebswelle 8 wird durch eine Lagerhülse 9 getragen,
die sich durch den Rahmen 5 erstreckt und mit diesem z. B. durch Schweißen verbunden
ist. Die Welle 8 ist an ihrem äußeren Ende so gestaltet, daß sie dort eine Schulter
bildet. Auf der Schulter und exzentrisch zur Achse der Antriebswelle 8 ist ein Kurbelzapfen
10 vorgesehen. Außerdem trägt die Schulter zum Massenausgleich der Welle ein Ausgleichsgewicht
11. Während des Umlaufes der Antriebswelle 8 beschreibt der Kurbelzapfen 10 eine
Kreisbahn, wobei er den Kompressor 3 betätigt, welcher nach Art eines schottischen
Joches aufgebaut ist; das bedeutet, daß die Drehbewegung mittels eines geschlitzten
Querkopfes, in dem sich der Kurbelzapfen dreht, in eine geradlinige Hinundherbewegung
umgewandelt wird.
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Der Kompressor 3 umfaßt einen Zylinder 12 und einen Kolben 13, der
mittels des Kurbelzapfens 10 innerhalb des Zylinders angetrieben wird. Der Zylinder
12 ist beispielsweise durch Schweißen oder Hartlöten mit dem Rand einer passenden
Öffnung im waagerechten Schenkel 14 einer umgekehrt L-förmigen Konsole 15 befestigt.
Der senkrechte Schenkel 16 der Konsole 15 ist ebenfalls etwa durch Schweißen oder
Hartlöten mit dem Rahmen 5 verbunden. Auf diese Weise wird der Zylinder so gehalten,
daß sich der Kolben 13 in ihm bewegen kann.
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Ein Zylinderkopf 17 schließt das obere Ende des Zylinders 12 und ist
an der oberen Seite des waagerechten Schenkels 14 der Konsole 15 beliebig befestigt.
Der Zylinderkopf 17 ist so gestaltet, daß er eine ringförmige Auspuffkammer 18 umschließt.
Ein Auspußventil 19 wird vom Zylinderkopf 17 getragen. Dieses Auspuffventil 19 ist
eine biegsame Scheibe, die in der Mitte am Zylinderkopf befestigt ist und deren
äußerer Rand mit der Oberkante des Zylinders 12 zusammenarbeitet, welcher als Ventilsitz
dient und mit 20 bezeichnet ist. Diese Anordnung regelt die Verbindung zwischen
dem Zylinder und der Auspuffkammer 18 gemäß dem Druck innerhalb des Zylinders 12.
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Der Kolben 13 ist napfförmig oder hohl und weist einen Kolbenkopf
21 auf, welcher mehrere Einlässe 22 hat. Auf dem Kopf 21 befindet sich ein Einlaßventil
24, welches die Verbindung zwischen dem Zylinder 12 und dem Kolben 13 regelt, oder,
mit anderen Worten, die Verbindung zwischen dem Innenraum des Kolbens und einer
Kompressionskammer 23, welche durch den Kolben und den Zylinder gebildet wird. Das
Einlaßventil 24 ist eine biegsame Scheibe, die in der Mitte mit dem Kolbenkopf 21
verbunden ist und an ihrem äußeren Rand mit den Einlässen 22 derart zusammenarbeitet,
daß sie die Strömung des Gases vom Kolben in die Kompressionskammer 23 entsprechend
dem Druckunterschied zwischen diesen beiden Räumen regelt.
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Der Kolben 13 kann zu komprimierendes Gas durch einen seitlichen Durchtritt
25 aufnehmen. Dieser Durchtritt 25 kann eine Gaseinlaßkammer 26 überdecken, welche
in der Wand des Zylinders 12 gebildet ist und an die ein Einlaßrohr 27 angeschlossen
wurde. Das Rohr 27 stellt eine Verbindung zu einem Schalldämpfer 28 her, der seinerseits
mit dem Innern des Gehäuses 2 in offener Verbindung steht, um aus dem Gehäuse Gas
aufzunehmen und dieses der Einlaßkammer 26 zuzuführen.
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Bei der bisher beschriebenen Einrichtung bewirkt eine Hinundherbewegung
des Kolbens 13 im Zylinder 12 bei einem bestimmten Punkt der Bewegung oder bei der
Abwärtsbewegung eine Herabsetzung des Druckes in der Kompressionskammer 23 und im
Kolben 13. Hierbei öffnet das Ventil 24 die Öffnungen 22 im Kolbenkopf 21, und die
Öffnung 25 gelangt über die Einlaßkammer 26. Auf diese Weise wird dampfförmiges
Kältemittel aus dem Gehäuse in die Kompressionskammer zwecks Kompression eingelassen.
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Beim Aufwärtshub des Kolbens wird das Gas in der Kompressionskammer
23 komprimiert, wobei es das Einlaßventil 24 andrückt und so die Einlässe 22 geschlossen
hält. Im weiteren Verlauf des Hubes wird bei einem vorbestimmten Kompressionsgrad
das Gas in der Kompressionskammer 23 das Auspuffventil 19 von der Kante des Zylinders
oder dem Ventilsitz 20 abheben und dadurch einen Austritt des komprimierten Gases
in die Ringkammer 18 ermöglichen. Durch eine nicht dargestellte Verbindung wird
das komprimierte Gas von der Ringkammer 18 in einen zur Dämpfung des Auspuffgeräusches
dienenden Teil des Schalldämpfers 28 geführt. Durch weitere nicht dargestellte Mittel
wird das Auspuffgas vom Schalldämpfer aus dem Gehäuse 2 heraus und zu einem Kondensator
der die Kühleinheit 1 benutzenden Anlage geführt.
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Zusätzlich zur Antriebswelle 8 und zum exzentrisch angeordneten Kurbelzapfen
10 umfassen die Mittel zur Hinundherbewegung des Kolbens 13 im Zylinder 12 ein zylindrisches
Joch 29, das mit dem Boden des Kolbens 13 verbunden oder an diesem z. B. durch Schweißen
befestigt ist. Auf der der Schulter der Antriebswelle benachbarten Seite des Joches
29 befindet sich ein länglicher Schlitz 30 (Fig.2). Dieser Schlitz 30 erlaubt ein
Eindringen des Kurbelzapfens 10 in das Joch und eine horizontale Bewegung desselben
in ihm. Im Joch 29 ist ferner ein hin und her gehender Querschlitten 31 angeordnet.
Dieser Querschlitten 31 hat eine Querbohrung 32, welche den Kurbelzapfen 10 drehbar
umfaßt. Bei dieser Anordnung wird eine Kreisbewegung oder Drehung des Kurbelzapfens
10, wie sie durch Drehung der Antriebswelle 8 hervorgerufen wird, ein Hindundhergehen
des Querschlittens 31 im Joch 29 und ein Hinundhergehen oder Arbeiten des Kolbens
13 im Zylinder 12 bewirken.
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In dem Kurbelzapfen 10 befindet sich eine Ölführung 33. Durch nicht
dargestellte Pumpmittel kann diese Ölführung 33 dauernd mit Öl gefüllt werden, welches
durch ein Rohr 34 aus einem Vorrat 35 im Sumpf des Behälters 2 angesaugt wird. Mit
der Ölführung
33 steht ein Durchgang 36 in Verbindung, welcher
ebenfalls dauernd mit Öl gefüllt gehalten werden kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird der Durchgang 36 durch einen 'feil der Querbohrung 32 und durch
Oberflächenrillen 37 gebildet, die im Querschlitten ausgespart sind und mit der
inneren oder tragenden Fläche des Joches 29 zusammenarbeiten. Die Rillen 37 erstrecken
sich quer zur Querbohrung 32 und endigen kurz vor dem Schlitz 30. Diese Anordnung
sorgt für die Schmierung der Lagerflächen des Querschlittens und des Joches. Zusätzlich
unterstützt sie in einer noch zu beschreibenden Weise die Zumessung von 01 zum Kompressor
zur Schmierung und Geräuschdämpfung.
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Zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Innenraum des Kolbens
13 und dem Innenraum des Joches 29 ist eine Öffnung 38 vorgesehen. Bei dieser Anordnung
wird während der Hinundherbewegung des Querschlittens im Joch zur Betätigung des
Kolbens im Zylinder abwechselnd der Ölzuführungsdurchgang 36 in Überdeckung mit
der Öffnung 38 und außer Überdeckung hiermit gebracht. Auf diese Weise wird der
Öffnung Öl zugemessen, welches durch das durch den Kolben in die Kompressionskammer
fließende Gas in die Kompressionskammer eingeführt wird. Gemäß der Erfindung wurde
festgestellt, daß durch Zumessen des Öls zum Kolben und durch die Einführung desselben
in die Kompressionskamcner mittels des dieser Kompressionskammer zur Komprimierung
zugeführten Gases eine gute Verteilung des Öls in der Kompressionskammer zwecks
Schmierung und Öldämpfung der Ventile 19 und 24 erfolgt, wobei das Geräusch dieser
Ventile auf ein Mindestmaß herabgesetzt wird.
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Fig. 3 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Erfindung, die mit
Ausnahme einer anderen Vorrichtung zur Zumessung des Öls in den Kompressor mit der
oben beschriebenen Anordnung übereinstimmt. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt
sich eine Bohrung 39 von der Olzuführung 33 im Kurbelzapfen 10 zur tragenden Fläche
des Kurbelzapfens. Zusätzlich erstreckt sich eine ähnliche Bohrung 40 radial von
der Querbohrung 32 im Querschlitten 31 zur tragenden Fläche des Querschlittens.
Bei dieser Anordnung befinden sich die Bohrungen 39 und 40 und die Öffnung 38 einmal
während jedes Umlaufes der Antriebswelle voreinander, um Öl der Öffnung zwecks Zuführung
zum Kompressor zuzuteilen, und dies erfolgt hier am unteren Totpunkt des Kolbens.
Man sieht ohne weiteres, daß nach Bedarf die Zumessung des Öls zweimal oder am oberen
und am unteren Totpunkt erfolgen kann, indem man einfach die Bohrung 39 vollständig
durch den Kurbelzapfen 10 hindurchführt.
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Es wurde zusätzlich gemäß der Erfindung festgestellt, daß durch Einspritzen
oder Einsprühen des der Öffnung zugemessenen Öls in den Kolben dieses Öl dem Kolben
in einem solchen Zustand zugeführt werden kann, der seine gute Mitnahme in die Kompressionskammer
mittels des durch den Kolben hindurchfließenden Gases und seine gleichmäßigere Verteilung
auf die Wände der Kammer und der Ventile sichert, so daß eine bessere Schmierung
und eine größere Geräuschdämpfung erhalten werden. Um dieses Einsprühen des dem
Kolben zugemessenen Öls zu bewirken, sind Mittel vorgesehen, welche eine Verbindung
zwischen dem Kolben und dem Gehäuse durch die Öffnung während jener Arbeitszeit
des Kompressors sichern, in der der Druck im Kolben kleiner ist als der Gasdruck
im Behälter. Dies führt naturgemäß zu einer Einführung von Gas in den Kolben unmittelbar
vom Gehäuse und durch die ölgefüllte Öffnung, wodurch das Öl in der Öffnung in der
durch 41 in Fig. 2 angedeuteten Weise in den Kolben eingespritzt oder eingesprüht
wird.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Verbindung
zwischen dem Kolben und dem Gehäuse durch die Öffnung mittels eines Durchganges
geschaffen, der durch den Querschlitten und eine Rille 42 im inneren Umfang des
Joches gebildet wird und sich von der Öffnung 38 zur Kante des Schlitzes 30 im Joch
erstreckt. Wie oben erläutert, ist die Rille 37 so im Querschlitten 31 angeordnet,
daß sie sich zum Zumessen des Öls zur Öffnung sowohl beim oberen als auch beim unteren
Totpunkt des Kolbenhubes in Deckung mit der Öffnung 38 befindet. Bei der Ausführungsform
gemäß Fig. 3 wird nun das Öl der Öffnung am unteren Totpunkt zugeführt. Nach ungefähr
90° Drehung der Antriebswelle wird, ungeachtet welche der beschriebenen Zumeßvorrichtungen
benutzt wird, der Druck im Kolben so weit herabgesetzt, daß Gas vom Behälter durch
die Rille 42 und die Öffnung 38 in den Kolben strömt, um das der Öffnung zugemessene
Öl in den Kolben einzuspritzen oder einzusprühen. Wie bei 41 angedeutet, wird das
Öl der Kompressionskammer durch das den Kolben durchströmende Gas in dem zersprühten
Zustand leichter zugeführt. Zusätzlich wird das Öl auf die Wände der Kompressionskammer
23 und die Ventile 19 und 24 gleichmäßiger verteilt, so daß eine bessere Schmierung
und Geräuschdämpfung eintritt.
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In den Fig. 4 bis 6 ist ein anderes Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. In Übereinstimmung mit der bevorzugten Ausführungsform weist sie einen
von der Rille 37 gebildeten Durchgang 36 auf, der dauernd mit Öl gefüllt sein kann
und sich an der Öffnung 38 vorbeibewegen kann, um dieser Öffnung 01 zuzumessen.
Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von der zuerst beschriebenen Ausführungsform
dadurch, daß das Einspritzen oder Einsprühen von Öl, welches dem Kolben zugemessen
ist, durch die Ausbildung einer Fläche 43 am einen Ende des Querschlittens erfolgt.
Bei dieser Anordnung wird das Öl der Öffnung sowohl beim oberen als auch beim unteren
Totpunkt des Kolbenhubes zugemessen. Zusätzlich bewegt sich, wie man am besten den
Fig. 5 und 6 entnimmt, etwa 90° hinter dem oberen Totpunkt die Fläche 43 in eine
Stellung gegenüber der Öffnung 38. Auf diese Weise ist dann durch die Öffnung 38
eine Verbindung zwischen dem Gehäuse 2 und dem Innern des Kolbens 13 hergestellt.
Bei dieser Arbeitsstellung des Kolbens im Zylinder ist der Druck im Kolben kleiner
als der Druck im Gehäuse, so daß Gas vom Gehäuse in den Kolben durch die von der
Fläche 43 und der Öffnung 38 gebildete Verbindung strömt und so die Einspritzung
oder Einsprühung des vorher der Kolbenöffnung zugemessenen Öls in den Kolben bewirkt
(vgl. Bezugszeichen 41). Bei diesem zersprühten oder eingespritzten Zustand wird
die Zuführung des Öls in die Kompressionskammer 23 in der oben erläuterten Weise
und für denselben Zweck erleichtert. Man sieht, daß an Stelle der in Fig. 4 bis
6 dargestellten, den Fig. 1 und 2 entsprechenden Mittel zur Zumessung des Öls zur
Öffnung 38 auch die Zumessungsmittel der Fig. 3 wahlweise benutzt werden können.
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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Diese gleicht wie die eben beschriebene Ausführungsform dem ersten Ausführungsbeispiel;
nur sind andere Mittel zur Einstäubung des Öls in den Kolben 13 vorgesehen. Bei
dieser Anordnung
ist der Querschlitten 31 mit einer Bohrung 44
versehen, welche sich von einem Ende des Querschlittens bis zu seinem Umfang oder
seiner tragenden Fläche erstreckt. Das Ende der Bohrung an der tragenden Fläche
des Querschlittens kann sich mit der Öffnung 38 überdecken und gegen diese Öffnung
verstellen. Bei ungefähr 90° hinter dem oberen Totpunkt, wenn bei der Arbeit des
Kolbens der Druck in ihm kleiner ist als der Druck im Behälter 2, nimmt die Bohrung
44 die Stellung gegenüber der Öffnung 38 ein. Wenn die Öffnung 38 und die Bohrung
44 sich in dieser Weise überdecken, ist eine Verbindung zwischen dem Innenraum des
Kolbens und dem Gehäuse durch die Öffnung hergestellt. Hierdurch wird das Gas in
das Gehäuse (Kolben) eingelassen, um das Öl, welches vorher der Öffnung 38 durch
die Vorbeibewegung des Öldurchganges 36 an der Öffnung 38 zugeführt wurde,
in den Kolben einzuspritzen oder einzusprühen. Außerdem sieht man, daß die Ölzumeßeinrichtung
der Fig. 3 auch hier wahlweise benutzt werden kann, um in die Öffnung 38 abgemessene
Ölmengen zu bringen, die in den Kolben eingesprüht werden sollen.
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Man sieht, daß die Fläche 43 der Ausführungsform gemäß Fig. 4 bis
6 und die Bohrung 44 der Ausführungsform nach Fig.7 jeweils durch eine nicht dargestellte
Rille ersetzt «=erden können, welche im Querschlitten 31 vorgesehen wird, um Gas
der Öffnung zuzuführen, damit das hier befindliche Öl in den Kolben 13 eingesprüht
wird. Die Rille kann ähnlich ausgebildet sein wie die obere der Rillen 37 und kann
sich bis über die Kante des Schlitzes 30 erstrecken, wobei sie derart auf dem Querschlitten
angeordnet ist, daß sie sich bei ungefähr 90° hinter dem oberen Totpunkt mit der
Öffnung 38 überdeckt, um auf diese Weise eine Verbindung zwischen dem Gehäuse und
dem Kolben zu schaffen, wodurch das abgemessene Öl in den Kolben hineingesprüht
wird.