基石：制冷压缩机

1882 年，弗里克氨气钢瓶制冷装置安装在现有的立式蒸汽机框架上。

继德拉维涅和查尔斯·鲍尔的冰冷机械公司早期制冷设备取得成功之后，其他几家公司很快也进入了制冷压缩机的研发和制造领域。其中最著名的是弗里克公司，这是一家位于宾夕法尼亚州韦恩斯伯勒的知名蒸汽机和农业机械制造商，由乔治·弗里克于1853年创立。

弗里克公司的制冷部门起源于1881年左右，当时马里兰州巴尔的摩的贾里曼先生或弗格森先生向乔治·弗里克提交了一份机械设计图，随后为该市的几家客户建造了工厂。次年，弗格森先生设计了一种新型的氨气压缩机，用作制冷机，其设计图也呈给了弗里克先生。

1882年，弗里克公司进入制冷机械领域，其方法是制造一种氨压缩机缸体，并将其安装在现有的立式蒸汽机的框架上，该立式蒸汽机由一台直联式卧式蒸汽机驱动，如图1所示。弗里克公司为弗格森公司制造了几台这样的机器，随后于1883年开始自行生产。第一台完整的弗里克制冷机如图2所示，它有两个缸径12英寸（305毫米）、行程16英寸（406毫米）的氨气缸体，中间连接着一个蒸汽缸体。它的转速为50至55转/分，制冷量为25冷吨。（一冷吨是指每24小时融化一吨冰所产生的冷却效果。）首批氨压缩机的成功刺激了市场需求，弗里克公司在19世纪80年代中期开发了一整套大型制冷机产品线，这些机器均由弗里克公司新研发的科利斯蒸汽机驱动。

第一台弗里克制冷压缩机。

大约在1882年，位于威斯康星州密尔沃基的魏泽尔-维尔特制造公司（Weiser & Vilter Manufacturing Co.）设计并制造了一台卧式双作用制冷压缩机。魏泽尔-维尔特公司由彼得·魏泽尔（Peter Weiser）于1867年创立。恩斯特·维尔特（Ernst Vilter）于1871年加入公司，到19世纪80年代初，该公司已发展成为一家主要的蒸汽机制造商。魏泽尔当时意识到卧式双作用压缩机的优势，而当时几乎所有机器都是单作用立式压缩机。第一台机器安装在密尔沃基的奶油城啤酒厂（Cream City Brewery）。魏泽尔-维尔特公司通过生产蒸汽驱动制冷压缩机和科利斯蒸汽机迅速发展壮大，这些产品广泛应用于制冰厂、乳品厂、啤酒厂以及肉类和鱼类加工业。维尔特的儿子们收购了魏泽尔的股份后，公司重组为维尔特制造公司（Vilter Manufacturing Company）。除了制造大型机器外，到 1889 年左右，维尔特还开发了一种“小型”制冷机，该制冷机由滑阀蒸汽机驱动，该蒸汽机位于压缩机对面的同一台床上，如图 3 所示。这些紧凑的 80 至 100 rpm 的机器，氨气缸直径为 5 至 8 英寸（127 至 203 毫米），行程为 8 或 10 英寸（203 至 254 毫米），为小型企业提供制冷。

约克于 1892 年获得圣克莱尔复合氨压缩机的专利。

1885年，来自澳大利亚悉尼的工程师W.G. Lock获得了一项氨气复合压缩机的专利，该压缩机由两个并排的单作用高压级和低压级组成。虽然早在1867年就有人申请了类似的专利，但Lock的技术与约克制造公司（York Manufacturing Co.）生产的机器相结合，实现了巨大的改进。约克公司于1892年将这项技术以“圣克莱尔”（St. Clair）机器的名义申请了专利，如图4所示。约克制造公司于1874年在宾夕法尼亚州的约克市成立，并于1885年为密西西比州的一位客户制造了第一台制冰机。到1897年，约克公司已出售或停止了所有其他产品线，专注于制冰机和制冷设备，后来也成为暖通空调设备领域的领导者。

尽管约克、弗里克、维尔特、德拉韦尔涅和鲍尔冰冷机械公司是最早也是最著名的制冷压缩机制造商之一，但在19世纪80年代，为了满足啤酒厂、肉类加工厂、乳品厂、酒店、餐厅、轮船以及其他众多企业对制冰和机械制冷日益增长的需求，许多其他制造商也应运而生。到1891年，《工业制冷》期刊上刊登了至少30家美国制冰和制冷设备制造商的广告。

约克于 1892 年获得圣克莱尔复合氨压缩机的专利。

到了19世纪90年代末，人们对小型制冷压缩机的需求日益增长，这种压缩机部件更轻、运行速度更快，适用于中等容量的制冷系统，服务对象包括酒店、餐厅、医院和各种工业厂房。由于蒸汽动力并非总是可用，因此引入了其他类型的驱动方式。弗里克的第一台直流电机驱动式压缩机于20世纪初问世。这些适应性强的机器为机械制冷的广泛应用铺平了道路。