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Kompressionskältemaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompressionskältemascbin@e
mit zwei bei verschieclenen TemperaturenarbeitendenVerdampfern. Bei einer derartigen
Kälteanlage ist es nun erforderlich, zwischen den Verdampferleitungen und der Saugleitung
ein Steuerorgan anzuordnen, das abwechselnd den einen oder anderen Verdampfer an
die Koinpressorsaugleitung anschließt.
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Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen als Steuerorgan
zwischen den beiden Verdanpferleitungen und der Kompressorsaugleitung ein elektromagnetisch
gesteuertes Umschaltventil vorgesehen ist. Bei diesen bekannten Anordnungen sind
an jedem Verdampfer mit elektrischen Schaltern in Verbindung stehende Fühlrohre
angeordnet, -die bei Temperaturänderungen das Ventil entsprechend umschalten. Diese
Anordnungen sind aber nicht betriebssicher und in ihrer Herstellung verhältnismäßig
teuer.
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Es ist auch noch eine mit zwei Verdampfern ausgerüstete Kompressionskältemaschine
bekanntgeworden, bei der die Verdampfer bezüglich der Druckseite des Kompressors
hintereinander, bezüglich der Saugleitung parallel geschaltet sind. In der Saugleitung
zum Kompressor liegt ein Ventil, jedoch ist die gesamte Anordnung so" getroffen,
daß zwischen Verdichter und dem einen der Verdampfer dauernd eine ungehinderte Verbindung
besteht. Auf diese Verbindung bat das Ventil keinen Einfluß. Diese Anordnung hat
den Nachteil, daß der eine der Verdampfer nicht auf eine ganz bestimmte Temperatur
eingeregelt werden kann.
Bei einer anderen ebenfalls mit zwei Verdampfern
ausgerüsteten Konrpressionskältemaschine spricht das Ventil, das in der Saugleitung
zum Verdichter liegt, zwar auf Druckänderungen an, jedoch werden diese :1nderungen
des Druckes in sehr verwickelter Weise durch einen Thermostaten angezeigt. Die Druckänderungen,
die von dem Thermostat des anderen Verdampfers gebildet werden, wirken ledi ],ich
auf ein den Antriebsmotor des Verdichters ein- und ausschaltendes Steuerorgan.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kornpressionskältenraschine mit
zwei bei verschiedenen Temperaturen arbeitenden Verdampfern, die bezüglich der Zuleitung
des flüssigen Kältemittels hintereinander, bezüglich der zum Kompressor führenden
Saugleitung unter Zwischenschaltung eines auf Druckänderungen ansprechenden Umschaltventils
parallel geschaltet sind, wobei das Ventil mit einem beweglich-,n, in den Endstellungen
den einen oder anderen Verdampfer an die Saugleitung anschließendefi Steuerorgan
versehen ist.
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Die Erfindung besteht darin, daß die in den Verdampfern herrschenden
Drücke einander entgegengerichtet unmittelbar auf das Steuerorgan zur Einwirkung
kommen, jedoch erst dann eine Steuertätigkeit ausüben, falls bei Druckänderung in
einem der Verdampfer ein festgelegtes, einstellbares Druckverhältnis gestört wird.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung, hei .der die in den Verdampfern
herrschenden Drücke ummittelbar auf ein Steuerorgan zur Einwirkung kommen, ergibt
sich der Vorteil, daß im Verhältnis zu den bekannten Einrichtungen sielt ein wesentlich
einfacherer Aufbau des Steuerventils ergibt. Die Vereinfachung der Steuerorgane
ist aber von besonderer Bedeutung, insbesondere mit Rücksicht auf das sichere Arbeiten
der Kältemaschine.
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In vorteilhafter Weise besteht das Urnschaitventil aus ein ein Gehäuse,
durch dessen Stirnflächen die t'erdainpferleitungen hündurchra.gen und in denen
ein Kolben geführt ist, der auf der Seite .des Verdampfers mit niedrigem Druck durch
eine Feder unterstützt ist. Die den Kolben abstützende Feder entspricht dabei dem
Druckunterschied in den beiden Verdarnpfern. Sie ermöglicht ein einwandfreies Umschalten
bei in dem einen oder anderen Verdampfer auftretenden Druckänderungen.
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Äußerst vorteilhaft ist es, daß ein einerseits arm Kolben, andererseits
an der Innenwandung des Gehäuses befestigter, halgartiger Federungskörper i-orgesehen
ist, der das Gehäuse in zwei harninern unterteilt, die durch zwei Abz,v,eigltanäle
mit der Kontpressorsaugleitung verbunden sind. Vorteilhaft ist es weiterhin, daß
die in das Gehäuse hineinragenden Verdampferleitungen mit Üffntrrigen versehen sind,
die der Kolben in seinen En#1-stellungen abwechselnd freigibt. Der Kolben kann nun
so bemessen sein, d.aß er in seiner Mittellage alle Öffnungen abschließt. Hierdurch
wird erreicht, daß niemals beide Verd.ampferleitungen gleichzeitig an der Saugleitung
des Kompressors liegen können.
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Um einen bestimmten Kolbenweg zti erreichen, sind am Federungskörper
bzw. am Kolben Blattfedern Angeordnet, die in Rasten einer cler Verdampferleitungen
einsreifen. Der Abstand der beiden Rastert entspricht in dieseln Falle dein Kolbenweg.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform Ales erfindungsgemäßen Umschaltventils
kann d@r-Kollreii auch derart abgesetzt sein, daß er finit seiner kleineren Kolbenfläche
die Zier dampf: rleitung hohen Druckes und mit seiner gröllenen Kolbenfläche die
Leitung kleineren Di-ucl:e abschließt. Weitere vorteilhafte Einzelheiten sind im
folgenden beschrieben.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand cler Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen
veranschaulicht, und zwar zeigen Fig. i eine schematische Darstellung ilei-Kälteanlage,
Fi"..2 einen Schnitt durch das t'inscii,-tit-I #-entil gemäß der Erfindung und Fig.
3 eine andere Ausführun ,gsforni (hs Unrschaltv entils.
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Der Verdampfer ro arbeitet mit hoher und der Ver darnpfer i i mit
niedriger Temperatur. Es mag beispielsweise die Tarrperatur des Verdampfers i i
unterhalb des Gefrierpunktes gehalten sein, um Eis o. dgl. lierzustelleit. während
der andere Verdampfer io lediglich für die Frischhaltung von -Nahrungsmitteln dient.
Das im Kompressor 12 verd.ainpftc Kältemittel wird nun mittels -:iirer Leitung 16
in den Kondensator 13 eingeführt. Voni hortdensator 13 fließt das flüssige
Kältein.itttl durch die Leitung i8 zuin -#;cliwiirrinerveittil t; und von hier aus
durch die Leitung ic) zuin Verdampfer io. Der Verdampfer io ist mit zwei Sammlern
2o ausgestattet, die durch eine Leitung 2i miteinander v:rl>unden sind. Das in den
Z'erdatnpfer io geleitete flüssige Kältemittel überflutet diesen und gelangt durch
eine Leitung 23 in ein weiteres Schwiinnierventil 22 und von hier aus über Aie Leitung
24 in den mit niedriger Temperatur arbeitenden Verdampfer i i. Dieser Verdampfer
i i ist mit einem Sammler 26 ausgerüstet. Dit Sanmrler2o und 26 der beiden Verdampfer
sind mittels der Leitungen -=5 und 2; mit #leirt Umschaltventil il verbunden, in
da, Bleichzeitig die Kompressorsaugleituirg i; irriindet.
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Das inFig.2 dargestellteUinschaltventil i_1 besteht aus einem Gehäuse
28, das durch
Stirnwände 29 und 3o abgeschlossen ist. Dieses Ventil
kante nun unmittelbar im Konipiessorgehäuse oder auch davon getrennt angeordnet
sein. In das Gehäuse a8 ragen zwei Einlaßrohre 3i und 33 hinein, die mit Öftnungen
32 und 3:I versehen sind. Diese beiden Einlaßrohre 31 und 33 sind mit den V erdampferleitungen
25 bzw. 27 verbunden. Innerhalb des Gehäuses 28 ist ein Kolben 35 vorgesehen, der
in den Einlaßrohren 31 und 33 geführt ist. Dieser Kolben 35 ist nun so bemessen,
daß er in seinen Endstellungen stets eine der Öffnungen 3a bzw. 3d. geschlossen
hält. Es ist .somit stets nur eine Verdampfierleitung mit dem Ventilgehäuse verbunden.
Innerhalb des Gehäuses ist nun ein baIgartiger Federungskörper 36 vorgesehen, der
einerseits am Kolben 35 und andererseits an der Innenwandung des Gehäuses 28 befestigt
ist und das Gehäuse in zwei Kammern I2 und 43 unterteilt. Um nun eine schnappartige
'Wirkungsweise des Umschaltventils 14 zu erreichen, sind am Federungskörper 36 Blattfedern
37 vorgesehen, die mit ihren Enden in Rasten 38, 39 des Flansches 4o des Einlaßrohres
33 eingreifen.
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Zur Aufrechterhaltung des nötigen Druckunterschiedes in den beiden
Verdampfern io und. i i ist auf der Seite des mit niedriger Temperatur arbeitenden
Verdampfers i i eine Feder 41 angeordnet, die sich einerseits gegen die Stirnwand
29 und andererseits gegen den F-,derungskörper 36 abstützt und somit auf den Kolben
einen zusätzlichen Druck nach links ausübt. Die Saugleitung 15 ist durch die Abzweigkanäle
d.d., .IS an das Ventilgehäuse 28 angeschlossen.
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In Fig.3 ist eine andere Ausführüngsforin des erfindungsgemäßen Umschaltventils
.dargestellt. Die Verdampferleitungen 25 und 27 sind unmittelbar an das Ventilgehäuse
28 angeschlossen. Innerhalb des Gehäuses ist ein Kolben 4.6 vorgeseh(4n, der zwei
Kolbenflächen .I7 und .IS von verschiedener Größe aufweist. Auch hier ist der Innenraum
wieder in zwei Kammern d.2 und 43 unterteilt. Der Kolbenweg ist bei dieser Ausführungsform
durch zwei Ansätze 47Q und :IS, begrenzt. Die Saugleitung 15 steht über die Abzweigkanäle
d..4 und 45 mit den Kammern 42 und 43 in Verbindung. Außerdem ist noch eine Ablaßöffnung
49 vorgesehen, die die Bildung eines Vakuums verhindert.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Kälteanlage ist nun folgende:
Nimmt man an, daß der Druck in dem mit niedriger Temp°-ratur arbeitenden \7erdampfer
i i zusätzlich der federnden Abstützung des Kolbens durch die Feder .4i größer ist
als der Druck in dem mit hoher Temperatur arbeitenden Verdampfer io, so nimmt der
Kolben 35 die Lage gemäß Fig. 2 ein. In dieser Stellung strömt das verdampfte Kältemittel
vom Saxninler z6 durch die Leitung 27, das Einlaßrohr 31 und die (jffnung 32 in
die Kammer 43 ein. Von hier aus wird es dann durch den Kanal .45 und die Leitung
15 zum Isompressor hin abgesogen. Die Verbindung zwischen dem Verdampfer io und
-der Leitung 14 ist in diesem Fall durch den Kolben 35 unterbrochen.
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Steigt nun aber der Druck im Verdampfer io so weit an, daß er den
von der Feder 41 und den vom Verdampfer i i ausgeübten Druck übersteigt, dann wird
der Kolben 35 nach rechts bewegt. _ Hierbei verlassen die Federenden der Feder 37
die Rasten 38 und schnappen schließlich in -die Rasten 39 ein. In dieser Stellung
ist nun die Leitung 25 und damit der Verdampfer io mit der Saugleitung 15 verbunden.
Der Kompressor saugt nun aus der Leitung 25 so lange verdampftes Ilältemittel ab,
bis der Druck in der Leitung 27 zusätzlich der Federkraft 41 wieder überwiegt, und
der Kolben wieder umgeschaltet wird. Je nach Wahl der Feder 41 lassen sich beliebige
Druck- und damit Temperaturverhältnisse zwischen beiden Verdampfern einstellen.
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Der bal.gartige, Federungskörper 36 kann auch durch eine am Kolben
befestigte Scheibe o. dgl. ersetzt werden. Diese Scheibe dient dann sowohl als Abstützung
für die Feder 41 als auch als-Unterlage für die Blattfedern 37. Es kann aber auch
die Feder 41 unmittelbar auf den Bolzen einwirken. In diesem Falle sind die -Blattfedern
37 dann am Kolben 35 befestigt. Die Leitungen 25 und -27 können auch unmittelbar
durch den Kolben 35 abgeschlossen werden. Es ist nur erforderlich, daß stets nur
ein Einlaßrohr geöffnet ist.
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Die Temperatur ein Verdampfer io kann außerdem noch durch eine Temperaturrege1-einrichtung
überwacht werden. Der an ein Netz 55 angeschlossene Motor 5o des Kompressors 12
wird durch :einen Schalter 51 betätigt, der mit einem balgartigen Federungskörper
52 verbunden und an den eine Leitung 53 angeschlossen ist. Diese Leitung 53 besitzt
einen am Verdampfer io angebrachten Fühlkörper 54. Entsprechend der Zunahme der
Temperatur im Verdampfer io dehnt sich die in der Leitung 53 enthaltene, thermostati.sche
Flüssigkeit und damit auch der Federungskörper 52 aus. Hierdurch wird der Motor
eingeschaltet und der Kompressor in Betrieb gesetzt. Ist nun die Temperatur des
Verdampfer io genügend abgesunken, so läßt der Druck im Federungskörper 52 nach,
und der Schalter wird wieder geöffnet.
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Beim Verwenden eines Umschaltventils nach Fig. 3 wirkt die Kältemaschine
in ähnlicher. `''eise. Bei dieser Ausführungsform
kommt die Zusatzfeder
auf der Seite zum Verdampfer mit geringer-ein Druck und geringerer Temperatur in
Fortfalt. Dafür erhält der Kolben auf dieser Seiteneinen größeren Durchmesser. Es
halten sich also hier kurz vor dem Umschalten der auf die kleinere Fläche .4.8 wirkende
große Druck und der auf die größere Fläche 4.7 wirkende kleine Druck die Waage,
so daß in dieser '\Ä,'eise eine gewünschte Druck- bzw. Temperaturdifferenz der beiden
Verdampfer aufrechterhalten wird.