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Verfahren zur Herstellung gekapselter Motorverdichter für Kältemaschinen
und Vorrichtung hierzu Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gekapselter
Motorverdichter für Kältemaschinen, bei dem der Motorverdichter zusammengebaut und
mit Hilfe eines erwärmten Trocknungsmediums getrocknet sowie später die Kapsel mit
Öl versehen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Motorverdichter für Kältemaschinen, die später gekapselt werden sollten,
konnte man bisher niemals einem Probelauf mit anschließenden Messungen und Untersuchungen
unterwerfen, weil ein Probelauf erst durchgeführt werden konnte, wenn die Kapsel
geschlossen und mit Öl versehen war. Ein früherer Probelauf war nicht möglich, weil
der Motorverdichter hierzu eine vorläufige Schmierung hätte erhalten müssen. Gerade
eine solche frühzeitige Schmierung war aber nicht statthaft, weil der zur Fertigstellung
der Kapsel und vor dem Einfüllen des Kälteöls erforderliche Trocknungsvorgang eine
vorherige Schmierung des Motorverdichters nicht zuließ. Bei diesem Trocknungsvorgang
würde nämlich das Öl oder Fett unter dem Einfluß des Trocknungsmediums verharzen
und spätere Betriebsstörungen zur Folge haben. Zum Beispiel sammeln sich solche
Ölrückstände bei Kältemaschinen an Drosselstellen oder Ventilen.
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Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß der Motorverdichter
schon nach dem Zusammenbau -also noch vor ziem Trocknungsvorgang und vor dem Einbau
in die Kapsel - geschmiert und einem Probelauf unterzogen wird und daß als Trocknungsmedium
ein fett- und öllösendes Fluidum verwendet wird.
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Das Trocknungsmedium treibt also nicht nur die im Motorverdichter
enthaltene Feuchtigkeit hinaus, sondern führt auch das für den Probelauf erforderlich
gewesene Schmiermittel wieder ab, so daß keine Gefahr besteht, daß Öl- oder Fettrückstände
verharzen. und das Kältesystem verstopfen. Die Vorteile des Vorgehens sind beträchtlich.
Insbesondere kann man Fehler des Motorverdichters schon frühzeitig erkennen, man
kann die Fehler ohne Öffnen der Kapsel beheben und man kann sämtliche üblichen Messungen,
einschließlich stroboskopischer Messungen, durchführen.
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Es ist zwar bereits bekannt, für das Trocknen metallener Gegenstände
ein kochendes Bad von Chlorkohlenwasserstoffen zu verwenden, in denen geringe Mengen
eines Netzmittels gelöst sind. Diese Chlorkohlenwasserstoffe wurden ausgewählt,
weil sie gute Trocknungseigenschaften haben und sich von der Oberfläche des zu trocknenden
Gegenstandes unter Mitnahme der Feuchtigkeit rasch verflüchtigen. Sie haben auch
die Eigenschaft, .daß sie Öl und Fett lösen; hierauf ist aber in diesem Zusammenhang
weder hingewiesen worden noch hat man versucht, gleichzeitig Feuchtigkeit und Schmierstoffe
zu entfernen.
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Für Kältemaschinen sind Nsher nur wenige Trocknungsverfahren bekannt.
Es gibt die Vakuum-Trocknung, die allerdings einen erheblichen Aufwand erfordert.
Man trocknet mit heißer Luft von 150 bis 160° C, benötigt hierbei jedoch
eine Trocknungszeit von 6 bis 12 Stunden für eine gekapselte Motorverdichtereinheit.
Diese Zeit konnte man etwas verkürzen, indem zusätzlich die Statorwicklung des Antriebsmotors
beheizt wurde; dies erforderte aber wieder zusätzlichen Aufwand. Schließlich ist
es noch bekannt, eine fertig gekapselte Einheit dadurch zu trocknen, daß die Kapsel
von außen beheizt und ein Kältemittel benutzt wirrt, um die Wärme rasch auf die
inneren Teile des Motorverdichters zu übertragen; auch dieses Verfahren dauert über
10 Stunden. In allen Fällen wurde der Probelauf erst nachdem Trocknungsvorgang und
nach dem Verschließen der Kapsel durchgeführt, und in keinem Fall wurde auf die
öluni fettlösende Eigenschaft des Trocknungsmediums geachtet.
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Es ist zweckmäßig, wenn ein beim Durchströmen der Einheit k-andensierendes
Trocknungsmedium verwendet wird. Es ist zwar bekannt, daß man mit Hilfe der Kondensationswärme
den zu trocknenden Gegenstand schneller erwärmen kann. Für den vorliegenden Fall
erzielt man aber den weiteren Vorteil, daß das Kondensat im allgemeinen das Öl leichter
zu lösen
vermag als Dampf. Außerdem kann das im Kondensat gelöste
Öl leicht aus der Einheit abtropfen.
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Ferner ist es sehr vorteilhaft, wenn Trocknungsmedium, Trocknungstemperatur
und die Größe des Trocknungsraumes derart gewählt werden, daß der Partialdruck des
Trocknungsmediumdampfes wesentlich höher ist als der Partialdruck des Wasserdampfes.
Infolge des relativ geringen Wasserdampf-Partialdruckes im Trocknungs@raum tritt
ein erhebliches Partialdruckgefälle in bezug auf den Wasserdampf im Motorverdichter
auf, das die rasche Trocknung begünstigt. Des weiteren stehen die Partialdrücke
im gleichen Verhältnis zueinander wie die Gewichts- oder Volumenanteile der betreffenden
Dämpfe. Deshalb ist in der Atmosphäre des aus dem Trocknungsraum herausgeführten
Motorverdichters nur ein relativ geringer Wasserdampfanteil enthalten; die Restfeuchte
ist also sehr klein.
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Besonders erfolgreich ist die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in einer Zwei-Stufen-Arbeitsweise, bei der die zu trocknende Einheit in einem Wärmeofen
zunächst durch eine Zone mit gesättigtem Dampf und dann durch eine Zone mit überhitztem
Dampf geleitet wird. In der ersten Zone erfolgt die schnelle Aufheizung der Einheit
mittels kondensierenden Dampfes und gleichzeitig das Lösen und Abspülen der Öl-
und Fettreste. In der zweiten Zone kann dann durch eine Temperaturerhöhung der eigentliche
Trocknungseffekt noch gesteigert werden.
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Es besteht auch die Möglichkeit, in der zweiten Zone als überhitzten
Dampf heiße trockene Luft oder Stickstoff zu verwenden. Hierdurch wird das in der
ersten Zone verwendete Trocknungsmedium ausgetrieben. Im allgemeinen haben diese
Trocknungsmedien die Eigenschaft, daß sie sich durch heiße Luft wesentlich leichter
austreiben lassen als Wasserdampf. Außerdem können hierbei sogar solche Trocknungsmedien
in der ersten Zone verwendet werden, die auf bestimmte Teile der Einheit nachteilig
einwirken, z. B. den kältemittelbeständigen Isolierlack zu erweichen versuchen,
weil die Einwirkzeit begrenzt ist und häufig durch die Nachbehandlung mit heißer
Luft sogar eine den ursprünglichen Zustand verbessernde Gegenwirkung, z. B. eine
besonders gute Nachhärtung des Lackes, auftritt.
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Eine Steigerung .der Trocknungswirkung bzw. eine noch vollständigere
Abführung des Trocknungsmediums der ersten Zone erzielt man dadurch, daß die getrocknete
Einheit in an sich bekannter Weise einer Druckprüfung mit trockener Luft unterworfen
wird, daß sie, während sie noch unter Druck steht, durch einen weiteren Ofen, z.
B. den Lacktrocknungsofen, geführt wird und daß sie erst anschließend entlastet
wird. Während dieser Erwärmung kann die trockene Luft einen größeren Teil des noch
in d er Einheit verbliebenen auszutreibenden Stoffes aufnehmen, so daß die nach
der Entlastung zurückbleibenden Mengen ganz minimal sind.
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Vorzugsweise besitzt das öl- und fettlösende Trocknungsmedium einen
höheren Kochpunkt als Wasser und ist bei Temperaturen bis zu etwa 200° C chemisch
beständig. Die erste Eigenschaft hilft beim Austreiben dies Wasser, weil selbst
die Sattdampftemperatur noch ausreicht, um das im Motorverdichter enthaltene Wasser
zum Verdampfen zu bringen. Die zweite Eigenschaft hilft, später das Trocknungsmedium
aus dem Motorverdichter möglichst vollständig zu entfernen, weil die dafür bevorzugte
Überhitzung eine chemische Be s'ändigkeit bei der Überhitzungstemperatur voraussetzt.
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In erster Linie kommt als Trocknungsmedium Perchloräthylen in Frage,
das a11 die vorgenannten, für die Erfindung wesentlichen Eigenschaften besitzt.
Insbesondere liegt es mit seinem Kochpunkt von 119° C oberhalb des Siedepunktes
des Wassers. Es sind aber auch andere Trocknungsmedien, wie z. B. Trichloräthylen,
verwendbar.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes.
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Auf einer Fertigungsstrecke werden Kompressoren jeweils mit dem Rotor
und Stator ihres Antriebsmotors zusammenmontiert. Diese Kompressoreinheit wird dann
in eine offene Kapsel gesetzt, die mit einem Deckel versehen werden kann, mit Öl
versehen und einem Probelauf unterzogen, bei dem eventuelle Fehler und Mängel festgestellt
werden können. Nach dem Probelauf wird der Deckel wieder entfernt und die Kapsel
so gedreht, daß sie mit der offenen Seite nach unten hängt und somit das Öl abfließen
kann. In dieser Stellung wind die Kapsel dann auf einem Transportband durch einen
Trocknungsofen geführt.
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Inder ersten Zone dieses Ofens, in dem die Einheit etwa 10 bis 20
Minuten verbleibt, ist Perchloräthylendampf enthalten. Flüssiges Perchloräthylen
wird am Boden dieses Trocknungsofens auf Siedetemperatur gehalten. Die Wände des
Ofens sind .gekühlt, so daß die Dämpfe einen Kreislauf vollführen. Der Perchloräthylendampf
hat eine Temperatur von 119° C und kondensiert sofort an sämtlichen Teilen der zu
trocknenden Einheit, bis diese in etwa 5 Minuten auf annähernd die gleiche Temperatur
erwärmt ist. Das kondensierte Perchloräthylen tropft von der Einheit nach unten
ab und führt dabei gelöstes Öl und Fett mit sich. Außerdem drängt das Perchloräthylan
den sich bildenden Wasserdampf aus sämtlichen Hohlräumen der Einheit heraus, so
daß beim übergang der Einheit von der ersten Zone des Ofens in eine zweite Zone
eine überwiegende Füllung mit Perchloräthylendampf mk .nur .einem geringen Anteil
Wasserdampf vorhanden ist.
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In der zweiten Ofenzone befindet sich trockene Luft mit einer Temperatur
von. etwa 150 bis 160° C. In dieser Atmosphäre verbleibt die Einheit etwa 30 Minuten.
Der Perchloräthylendampf läßt sich mit Hilfe der heißen Luft schnell und leicht
aus der Einheit austreiben. Da die Einheit bereits eine Temperatur von rund 119°
C besitzt, erfolgt die Erwvürmung um weitere 30° C in relativ kurzer Zeit.
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Die vorgenannten Maßnahmen zusammen machen es möglich, den Trocknungsvorgang
von 6 bis 12 Stunden auf etwa eine 3/4 Stunde zu verkürzen.
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Nach diesem Trocknungsvorgang wird die hermetisch gekapselte Einheit
in üblicher Weise eurer Druckprüfung mit trockener Luft, beispielsweise bei 5 atü,
unterzogen. Man kann, während der Druck aufrechterhalten wird, die Kapsel durch
einen weiteren Wärmeofen, z. B. einen Lacktrocknungsofen, leiten und erst hinterher
die Entlastung vornehmes. Hierdurch wird der in der Einheit befindliche. Anteil
von Wasser und Perchloräthylen noch weiter herabgesetzt. Diese Maßnahme kann aber
nur als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme angesehen werden, weil bereits nach Abschluß
des Trocknungsvorganges nur noch äußerst geringe, unschädliche Spuren von Wasser
und Perchloräthylen in der Einheit vorhanden .sind. Bei einem
Versuch
wurde ein Wasserinhalt von nur noch 0,05 ml Wasser festgestellt.