DE2450169A1

DE2450169A1 - Kaeltemaschine mit einer kuehleinrichtung fuer den motor

Info

Publication number: DE2450169A1
Application number: DE19742450169
Authority: DE
Inventors: James Wadsworth Endress
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1973-10-29
Filing date: 1974-10-22
Publication date: 1975-04-30
Also published as: JPS5074241A; SE7413528L; IT1022886B; SE409618B; FR2249473A1; NL7413982A; US3838581A; FR2249473B1; ES431405A1; AU7424374A; ZA746414B; BR7408827D0; GB1487071A; BE821513A

Description

Tmg⁹ W. Wennert
^1Dl P^l _hys. W. Carstens
8 München 2
Mozartstr. 23

Carrier Corporation

Carrier Tower

P.O.Box 1000

Syracuse, New York 13201/USA

Anwaltsakte M-^287 15.Okt.197^

Kältemaschine mit einer Kühleinrichtung
für den Motor

Bei gewissen Kälteanlagen wird der Kompressor durch einen offen
liegenden Antriebsmotor angetrieben. Der offen liegende Antriebsmotor ist außerhalb und getrennt von dem Kompressor angeordnet,
während dagegen bei eingeschlossenen Antriebsmotoren der Antrieb
im Kompressorgehäuse angeordnet ist. Die Vorteile eines offen
liegenden Antriebsmotors sind bekannt, insbesondere kann der . Motor schnell und bequem gewartet und falls nötig ersetzt werdenj Falls erwünscht kann der Motor auch durch eine Turbine oder einen! anderen Antrieb ersetzt werden. Der Vorteil eines durch Kältemittel gekühlten Motors ist ebenfalls bekannt. Der Hauptvorteil j

liegt darin, daß die Leistung des Motors um 25 % oder mehr herab-j

i gesetzt werden kann. Dies führt zu beträchtlichen Ersparnissen j

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bei den Kosten des Motors, z.B. bei einem Antriebsmotor für die Kältemaschine eines großen Prachtraumes von mehreren tausend Mark.

Es sind verschiedene Anordnung bekannt geworden, um offenliegende Antriebsmotoren durch Kühlung abzukühlen. Eine Anordnung weist einen Hilfskompressor und einen Hilfskondensor auf. Der Kältemitteldampf strömt von dem Motorgehäuse zum Einlaß des Kompressors; und das flüssige Kältemittel wird von dem Hilfskondensor zu dem Motorgehäuse gefördert. Bei dieser Anordnung ist ein getrennter Schmiermittelkreis erforderlich, durch welchen die Motorlager mit öl versorgt werden. Die Motorlager sind abgedichtet, um das Austreten von öl in das im Motorgehäuse befindliche Kältemittel zu verhindern. Die Dichtungen müssen in regelmäßigen Abständen nachgesehen werden, damit mit Sicherheit kein öl in das Kältemittel austritt; dies ist insbesondere dann erforderlich, wenn der Kompressor einen hin und her bewegten Kolben aufweist. Darüber hinaus muß ein getrennter Kompressor angetrieben und gewartet werden. Bei einer anderen Anordnung strömt das Kältemittel direkt von der Hauptkühlvorrichtung zu dem Motorgehäuse. Was die Versorgung der Motorlager mit Schmiermittel betrifft, hat diese Anordnung dieselben Nachteile.

Erfindungsgemäß wird einem hermetisch abgedichteten Motorgehäuse eine Mischung aus Kältemittel und zur Schmierung verwendetem öl zugeführt. Von dem oberen Abschnitt des Motorgehäuses verläuft eine Leitung zu einem Hilfskondensc*». Von dem Hilfskonden- · sor zum Motorgehäuse verläuft eine weitere Leitung, durch

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welche flüssiges Kältemittel zurückgeführt wird. Es ist eine Einrichtung vorgesehen, durch welche der Stand der Kältemittelölmischung im Motorgehäuse auf einem vorgegebenen Pegel gehalten wird. In einer von dem Hauptkondensor zu der Kühlschlange im Hilfskondensor führenden Leitung ist eine den Durchsatz einstellende Einrichtung vorgesehen. Sie drosselt den Kältemittelstrom durch die Kühlschlange'derart, daß eine ausreichende Menge flüssiger Kältemittel- und ölgemische von dem Hilfskondensor zu dem Motorgehäuse strömt, so daß der Motor richtig gekühlt wird, wenn er dauernd unter voller Last läuft. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur eine Kältemaschine, deren Kompressor durch einen erfindungsgemäßen Motor angetrieben wird.

Die in der Zeichnung dargestellte Kältemaschine weist einen Zentrifugalkompressor Io auf, welcher durch einen Kanal 12 Kältemitteldampf von dem Kühler 11 ansaugt. Der komprimierte Dampf wird über eine Leitung 13 vom Kompressor abgegeben und einem Kondensor 14 zugeführt.

Der Kondensor hat einen Kältemittelsumpf 2o mit einem Dosierventil 21, durch welches flüssiges Kältemittel durch eine Lei- i tung 23 zum untreren Abschnitt des Kühlers 11 abgegeben wird.

Der Motor zum Antrieb des Zentrifugalkompressors Io weist einen Stator 25 und einen Rotor 27 auf. Der Rotor 27 ist drehbar in '

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Lagern 3°, 31 gelagert, die in Stirnwänden 33, 35 eines hermetisch abgedichteten Gehäuses angeordnet sind. Eine erste Leitung 4o verläuft vom oberen Abschnitt des Gehäuses 37 zu einem Hilfskondensor 4l. Ein durch eine ^Rohrschlange gebildeter Wärmeaustauscher 43 ist im HiIfskondensor 4l angeordnet. Ihm wird vom Hauptkondensor 14 über eine Leitung 44 flüssiges Kältemittel zugeführt. Die Leitung 44 weist eine den Durchsatz regelnde Drossel

^: 45 auf. Die vom Wärmeaustauscher 43 her kommende Rückführleitung ; ist mit der Leitung 23 verbunden.

Flüssiges Kältemittel wird durch eine Leitung 47 vom Hilfskondensor 4l zu dem Gehäuse 37 des Motors geleitet. In dem unteren Abschnitt des Gehäuses 37 des Motors befindet sich dauernd ein aus Kältemittel und einem zum Schmieren verwendeten öl bestehende Mischung. Der durch die Leitung 4o zum Hilfskondensor strömende Kältemitteldampf enthält eine bestimme Menge mitgeschleppten, zum Schmieren verwendeten Öles. Der Kältemitteldampf wird im

; Hilfskondensor 4l kondensiert und wird zusammen mit dem im Dampf mitgeschleppten öl durch die Leitung 47 zurückgeführt. Durch ein von einem Schwimmer 52 betätigtes Dosierventil 51 wird die Mischung auf einem vorgegebenen Niveau 5o gehalten. Das Dosierventil 51 ist in einer Kammer 53 angeordnet.

Durch eine von einem Motor 56 angetriebene Pumpe 55 wird die Mischung aus dem Gehäuse 37 des Motors durch eine Leitung 57 ge- ; pumpt, so daß sie an das Lager 3o und an das benachbarte Ende des Rotors 27 abgegeben wird. Die Mischung wird ferner über eine

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Leitung βο zu dem Lager Jl und zu einer Wellendichtung 62 gepumpt.

Da der Hilfskondensor 4l mit Kältemittel aus dem Hauptkondensor 14 gekühlt wird, hat die durch die Leitung 47 zum Rückführen der Mischung zum Gehäuse des Motors fließende Mischung eine sehr niedrige Temperatur. Der Motor wird auf eine Temperatur abgekühlt, welche im wesentlichen gleich der im Kühler 11 herrschenden Temperatür ist. Hierdurch wird eine hohe Viskosität des in der Mischung enthaltenen Öles aufrechterhalten, so daß eine gute Schmierung sichergestellt ist. Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, daß in der Mischung ein anderes Kältemittel verwendet werden kann als das Kältemittel der Kältemaschine selbst,

Die Drossel 45 kann eine feste Drossel oder ein einstellbares Ventil sein. Der Durchsatz durch die zum Gehäuse des Motors zurückführende Leitung 47 wird jedoch stets so eingestellt, daß der Motor ausreichend gekühlt wird, wenn er dauernd mit voller

Last läuft. Werden herkömmlich verwendete Kältemittel und herkömmliche Schmieröle verwendet, so kann die Mischung aus 40 '■ bis 50 % Öl und 60 bis 50 % Kältemittel bestehen. :

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Claims

! Patentanwälte

Dipl. Ing. H. Hauck

Dipl. Phys. W. Schmitz

Dipl. Ing. E. Graalfs

■ Dipl. Ing. W. Wehnert

Dipl. Phys. W. Carstens ! Carrier Corporation 8 München 2

! Mozartstr. 23

Carrier Tower

P.O.Box 1000

Syracuse, New York 13201/USA

Anwaltsakte M-32&7 15.Okt.1974

Patentansprüche

I, Kältemaschine mit einem Kältemittelkreislauf, welcher durch einen Kondensor, einen Kühler und einen Kompressor gebildet wird, und mit einem mit dem Kompressor verbundenen Motor zum Antrieb desselben, wodurch Kältemittel im Kältekreislauf in Bewegung gesetzt wird, wobei der Motor einen Sumpf zur Aufnahme einer kondensierbaren Flüssigkeit, durch welche der Motor gekühlt wird, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (37) des Motors aufweist: einen Sumpf, eine Pumpe (55) zum Bewegen des Kühlmittels durch das Gehäuse (37) des Motors, einen Auslaß (4o), durch welchen verdampftes Kühlmittel strömen kann, und einen Einlaß (47), durch welchen kondensiertes Kühlmittel dem Gehäuse (37) zugeführt wirdj
und daß zwischen dem Auslaß (4o) und dem Einlaß (47) des

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Gehäuses (37) eine Einrichtung angeordnet ist, die einen •Wärmeaustauscher (4l) aufweist, durch welchen das verdampfte Kühlmittel dadurch verflüssigt wird, daß es kondensiertem Kältemittel aus dem Kältemittelkreislauf ausgesetzt wird.
2. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlmittel im Gehäuse (37) des Motors aus einer Mischung von 50 % Kältemittel·und 50 % Schmiermittel besteht.
3. Kältemaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (52,51) zum Einstellen eines vorgegebenen Kühlmittelniveaus (5o) im Gehäuse (37) des Motors.
4. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3* dadurch gekenn-i zeichnet, daß -die das Kühlmittel bewegende Pumpe (55) Kühlmittel zu den Lagern (3o,3l) des Motors fördert, und daß von ihr gefördertes Kühlmittel gegen den Rotor (27) des Motors gerichtet wird.
5. Kältemaschine; nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet

i durch eine Einrichtung (44) zum Einstellen des von dem Kon- j

densor (l4) her durch den Wärmeaustauscher (4l) fließenden j Kältemittelstromes.

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