CN102439313A - 压缩机，特别是将二氧化碳作为冷却剂的径向活塞压缩机 - Google Patents

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Abstract

压缩机(10)，特别是径向活塞压缩机，再进一步特别是将CO2作为冷却剂的压缩机(10)，其包括用于压缩冷却剂的压缩机单元(12)和用于驱动压缩机单元(12)的传动轴(22)以及实际上通过马达机壳(16)所限定的马达舱(18)，其中马达舱(18)通过至少部分在传动轴(22)中形成的流体连接部(45)与压缩机(10)的吸气侧，尤其是吸气室(26)流体相连，其中，在流体连接部(45)中安装用于拦截油的至少一个装置(60、62、64)。

Description

压缩机,特别是将二氧化碳作为冷却剂的径向活塞压缩机
本发明涉及根据本专利的权利要求1的前序部分的压缩机(Verdichter)，特别是径向活塞压缩机(Radialkolbenverdichter)，再进一步特别是将CO2作为冷却剂的压缩机。
压缩机，特别是用冷却剂例如R134a、R404A、R507、R407C、R22或R744(CO2)的压缩机在当今时代变得越来越不可或缺，并且尤其是应用在移动的制冷和空调领域，例如小客车和载重车的空调，公共汽车和火车的空调，和运输制冷的空调等领域，而且还应用于非移动的食品冷冻、冷藏库或制药技术等领域。现在，此类压缩机在建筑物空调领域的应用也是很必要的。
由申请人半公开的目录中例如已知有应用在上面所述的一些领域中的压缩机。特别由该目录已知具有两个、四个、六个和八个气缸的活塞式压缩机，这些压缩机具有62cm3-3.215cm3的汽缸工作容积。
此外在DE 10356373A1中公开了一种径向活塞压缩机形式的压缩机，该压缩机包括用于压缩冷却剂的压缩机单元，以及用于驱动该压缩机单元的传动轴。根据DE 10356373A1的压缩机，其活塞中点被布置在一个共同的面上，传动轴垂直穿过该面，或者沿传动轴纵向延伸的中轴垂直于该面。
另外，可从背景技术获知压缩机、特别是径向活塞压缩机，其传动轴与电马达有效啮合(Wirkeingriff)，其中马达实际上被马达机壳限定，该马达机壳在其内部定义了马达舱，其中马达舱通过在传动轴中的孔与吸气室(Sauggaskammer)建立流体连接部，从该吸气室中吸取待压缩的冷却剂。为了冷却马达，吸气的部分质量流从吸气室出来通过管道输送到马达舱，并通过前面提及到的传动轴中的孔再次输送到吸气容积(Sauggasvolumen)。由于流体条件，返回吸气容积的部分质量流含有油。这些油起到润滑(Schmierung)轴承(Lager)或类似的作用。根据压缩机的工作状态(例如在较低转数下)会出现不尽理想的润滑。
基于前述背景技术，本发明的任务在于，给出一种对于较广的工作范围仍保证良好润滑的压缩机。
这一任务将通过具有权利要求1特征的压缩机来完成，其中，本发明其他的特征与优点能够随后的结合附图说明以及从属权利要求得以阐释。
本发明随后示例性地结合附图根据可能的实施方式得以说明。附图如下：
图1：是依照本发明的压缩机的第一实施方式的水平构建方式的部分断面图示；
图2：是以竖直构建方式的根据图1的实施方式；
图3：图1和图2中断面的细节视图；
图4：类似于图3中所示的根据本发明的压缩机的第二可能实施方式的细节视图；和
图5：类似于图3中所示的根据本发明的压缩机的第三可能实施方式的细节视图。
例如由图1和2可见，根据本发明的压缩机10的第一实施方式具有压缩机单元12以及马达单元14。马达单元14具有马达机壳16，在第一实施方式中，该马达机壳不仅仅限制马达舱18，而且也部分限制压缩机单元12。在马达舱18中，在电马达20的旁边安装传动轴22，马达20通过该传动轴与压缩机单元12有效啮合。在所述第一实施方式中，压缩机单元12具有六个径向安装的活塞24。这些活塞24安装在共同平面上，该平面通过在活塞长轴方向延伸的活塞中轴展开，并垂直于传动轴22。由这点可以看出，很明显可以想到有其他数量的活塞24，其中活塞的数量尤其是通过压缩机10的用户的技术需求(汽缸工作容积和希望的压缩效率)来确定。
为了压缩冷却剂而设有压缩机单元12，其中可想象将常用的冷却剂例如R134a、R404A、R507、R407C、R22或者优选的R744(CO2)作为冷却剂。冷却剂在吸气侧上通过吸气侧安装的吸气室26到达压缩机10的(沿径向方向形成的)圆柱透孔28，活塞24被安装成可在其中往复活动。冷却剂的压缩通过活塞24在径向上的运动来实现。当活塞24到达圆柱透孔28中的上部位置时，也就是说，当活塞24到达径向向外的位置时，被压缩的冷却剂排出到在高压侧安装的压力气室30中，从此开始，压缩的冷却剂为压缩机10的使用提供冷却剂循环。
除压缩机单元12和马达单元14以外，压缩机10还具有电接线盒32，该电接线盒借助固定元件例如以螺丝的形式固定在压缩机10的马达机壳16上。电马达20的定子定位于马达机壳16中并且能够借助例如螺丝固定在其上。
接线盒32是用于压缩机10的电连接，尤其是安装用于电马达20的电流源或电压源的连接。另外，在接线盒32中含有电马达保护配件，在该配件上还能够连接有例如像绝热恒温器38这样的配件。为了供电，接线盒32具有多个电线入口36，如图1所示，这些电线入口在不使用的状态下能够例如借助封闭元件而被关闭。对于所示电线入口36，优选的是指预压铸的、起初封闭的槽口，该槽口仅通过按压开启。因此并不要求单独的配件，而是涉及到接线盒32的外廓(Auβenkontur)区域，其为了便于开启而被预压铸。
绝热恒温器38因为冷却剂(例如CO2)的高压而优选地被安装成不直接与冷却剂接触，而是在马达机壳16中与冷却剂分离地安装。由此绝热恒温器38仅仅间接地与冷却剂热相连。绝热恒温器38能够通过电线39与接线盒32中的元件相连，例如通过电线入口36。
为了润滑压缩机10，润滑剂以油41的形式存在于压缩机10中。在马达舱18中实现油41的存储，其中，油41不仅为了润滑而被安置在马达舱18内，并且也用于被安装在马达舱18外的压缩机10配件部分。在马达舱18的范围内有必要的润滑轴承40、42、44(前轴衬42、后轴衬44以及用于在马达机体16中安装传动轴22的轴承40)。除马达舱18外，压缩机单元12的运动组件部分，尤其是活塞24需要相应的润滑。
压缩机10在马达舱18和吸气侧(吸气室26)之间具有流体连接部45，除了引回冷却马达的部分质量流外，该流体连接部还起到润滑轴承40、42、44的作用。流体连接部45的大部分在传动轴22中形成，并另外由以轴向延伸的孔46的形式的、在传动轴22中形成的轴向槽口构成。此外，流体连接部45具有四个在传动轴22中沿径向安装的以第一、第二、第三和第四径向孔48、50、52、54形式的径向槽口，它们与孔46流体连通。为了容纳包含油或者油雾的部分质量流，延伸穿过整个传动轴22的第一径向孔48具有两个朝着马达舱18的开口。为了润滑轴承40、42、44设置第二、第三和第四径向孔50、52、54。油41能够通过它们沿径向流入待润滑的轴承部位。通过传动轴22的旋转运动和由此产生的离心力来促进油41在径向上流出。
为了实现对马达的冷却，前面已经提及的吸气室26借助流体连接部45与马达舱18相连。此外，流体连接部45具有作为部分质量流入口的第一径向孔48，以及有流体连通的孔46。为了润滑轴承44(第二轴衬)，流体连接部此外还具有与孔46流体连通的径向孔54。径向孔54与第二轴向槽口有以传动轴22中第二径向延伸的孔56的形式的流体连通，该径向孔具有比孔46的截面小的截面，并且在其远离马达舱18的末端与吸气室26流体连通。在孔56的吸气侧末端设置以喷管58形式的一个截面减小的位置，该位置限定并且定义了在吸气室中的进油。根据需要，喷管58依工件方面选出，并且相应的截面或相应的流量率符合设计上标准。
根据本发明的另一个实施方式，除了喷管58以外或者代替喷管58，油的输入是能够借助径向孔54或轴向孔56的孔截面来控制的，例如通过孔截面自身或者通过在孔54或56中设置的狭窄部分，或者通过孔口或活门。孔口或活门能够形成为不可调节的或可调节的，使得借助它，通过吸气室26的油流或者润滑能够依赖于外界和在可能情况下还依赖于压缩自身参数来控制或调节。喷管58另外还可能设有可变的喷嘴截面和/或设有在上游的阀门，该阀门以预定的或者可变的频率开启或关闭，使得输入进吸气室26的油量可控或可调节。
两个轴向的槽口46和56优选地以一定的径向间距彼此轴平行地形成在传动轴22中，优选的是以轴平行的孔的形式。
为了保证特别是轴承42、44的稳定的油供应，在流体连接部45中安装用于截住油的、以管状元件或管60的形式的装置，其作用在于为喷管58和径向孔52、54供应足够的油41。因为在其远离马达舱一侧上与吸气容积流体连通，除了拦截功能之外，管60还保证部分质量流从马达进入吸气容积的回流。油溢出装置以被压入进传动轴22并延伸到轴向孔46中的管61的形式将多余的、被拦截的油41运走。还需注意的是，管60并非为了润滑压缩机单元12而设，而仅仅是为在过量截留油量的时候为油溢出而设。呈管60形式的、用于截留油的装置是为了在不间断的流体连接时拦截油41。需注意的是，管60具有小于轴向孔46的直径的外径，并且管60与轴向孔46同心安装并伸入其中。另一种不同心但与孔46平行的布置也是可想见的。
图1中所示的压缩机10在图2中以竖立的安装状态来显示，其中在这种构建方式中，润滑剂以油41的形式覆盖径向槽口(径向孔48)。也可能使用被覆盖的径向槽口进行操作，其中能够想见，径向孔48安装在油位上方，因此再次吸进的是油雾而不是油41。
除管60以外或者代替管60还可想见有用于拦截油的装置，为了截留油41，在介于马达舱18和吸气侧或吸气室26之间形成例如安装在传动轴22中的孔口62(参看图4)和/或形成储水池状或盆状的径向延伸的槽口64(参看图5)。如图5所示，储水池状的槽口64形成在径向孔52、54的范围内。很明显还可想见这类储水池状的槽口在其他径向安装在传动轴中的槽口/孔的范围内。传动轴22的旋转产生的离心力为槽口64提供可靠油供应。
虽然本发明已结合具体实施方式以确定的特征组合得以介绍，但它还有另外的组合，如特别的、未详细说明的、通过从属权利要求给出的组合。

Claims (15)

1.压缩机(10)，特别是径向活塞压缩机，再进一步特别是将CO2作为冷却剂的压缩机(10)，该压缩机(10)包括用于压缩冷却剂的压缩机单元(12)和用于驱动压缩机单元(12)的传动轴(22)以及实际上通过马达机壳(16)限定的马达舱(18)，其中所述马达舱(18)通过至少部分地在所述传动轴(22)中形成的流体连接部(45)而与所述压缩机(10)的吸气侧，尤其是吸气室(26)流体相连，
其特征在于，在所述流体连接部(45)中安装有用于拦截油的至少一个装置(60、62、64)。
2.根据权利要求1所述的压缩机(10)，
其特征在于，为了在不间断的流体连接中拦截油而形成了至少一个装置(60、62、64)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述流体连接部(45)具有在所述传动轴(22)中轴向形成的、尤其是圆柱形状的第一轴向槽口(46)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述流体连接部(45)与至少一个在所述传动轴中径向形成的、尤其是圆柱形的径向槽口(48、50、52、54)流体连通。
5.根据权利要求3或4所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述流体连接部(45)具有管状元件(60)，所述管状元件(60)的外径小于所述轴向槽口(46)的直径，其中所述管状元件(60)与所述轴向槽口(46)平行地或同心地安装，并至少部分地伸入所述轴向槽口。
6.根据权利要求5所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述管状元件(60)与吸气侧，特别是与吸气室(26)流体连通。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述流体连接部(45)包括在传动轴中轴向形成的、尤其是圆柱形的第二轴向槽口(56)，所述第二轴向槽口(56)的截面要小于所述第一轴向槽口(46)的截面，特别地所述第二轴向槽口(56)的直径要小于所述第一轴向槽口(46)的直径，并且所述第二轴向槽口(56)在其一端与所述第一轴向槽口(46)流体连通，并且在其第二端通到所述吸气侧。
8.根据权利要求7所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述第二轴向槽口(56)在其一端通过至少一个径向延伸的径向槽口(54)，优选为径向孔，而与所述第一轴向槽口(46)流体连通。
9.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述流体连接部(45)具有一个截面减小的位置。
10.根据权利要求9所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述截面减小的位置包括喷管(58)或孔口(62)，或材料孔口减小的位置或者活门。
11.根据权利要求9或10中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述截面减小的位置设置在所述第二轴向槽口(56)中和/或设置在径向槽口(54)中。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述截面减小的位置具有能够调节的、特别是能够控制的或能够调整的截面。
13.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述流体连接部(45)具有至少一个另外安装在所述传动轴(22)中的、特别是储水池状或盆状的槽口(64)，该槽口被形成用于拦截油(41)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的压缩机(10)，
其特征在于，设有油溢出装置，该油溢出装置确定被拦截或积累的油(41)的量。
15.根据权利要求14所述的压缩机(10)，
其特征在于，所述油溢出装置包括管状元件(61)，该管状元件安装在所述传动轴(22)的径向槽口中，并且伸进马达舱(18)和吸气侧之间的流体连接部(45)中。
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