CN108138772B - 根据螺旋原理的容积式机器、操作容积式机器的方法、交通工具空调设备和交通工具 - Google Patents

根据螺旋原理的容积式机器、操作容积式机器的方法、交通工具空调设备和交通工具 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种根据螺旋原理的容积式机器，特别是涡旋式压缩机(10)或涡旋式膨胀机，其具有高压室(40)、低压室(30)和绕轨道运行的挤压式螺旋件(31)，该挤压式螺旋件啮合进反向螺旋件(32)，使得在挤压式螺旋件(31)与反向螺旋件(32)之间形成腔室，以便容纳工作介质，其中反压室(50)构造在低压室(30)与挤压式螺旋件(31)之间。根据本发明，与反压室(50)流体连接的压力调节装置(60)借助由计算单元(80)预先给出的设定值调节反压室(50)与低压室(30)之间的压力差。

Description

根据螺旋原理的容积式机器、操作容积式机器的方法、交通工 具空调设备和交通工具
本发明涉及一种根据螺旋原理的容积式机器
Figure GDA0001994736860000011
特别是涡旋式压缩机或涡旋式膨胀机，其具有高压室、低压室和绕轨道运行的挤压式螺旋件(orbitierenden
Figure GDA0001994736860000012
)，该挤压式螺旋件啮合进反向螺旋件，使得在挤压式螺旋件与反向螺旋件之间形成腔室，以便容纳工作介质，其中反压室构造在低压室与挤压式螺旋件之间。此外，本发明还涉及一种用于操作容积式机器，特别是根据本发明的容积式机器的方法。此外，本发明还涉及具有根据本发明的容积式机器的交通工具空调设备和交通工具。
涡旋式压缩机和/或涡旋式膨胀机在现有技术中众所周知。其具有高压室、低压室和绕轨道运行的挤压式螺旋件。例如在EP 2 806 164Al中所描述的那样，绕轨道运行的挤压式螺旋件啮合进反向螺旋件中，使得在挤压式螺旋件与反向螺旋件之间形成腔室，以便容纳工作介质。在低压室与挤压式螺旋件之间形成容纳室，即反压室。这种反压室也以术语背压室公知。
本发明基于该任务，即进一步发展根据螺旋原理的容积式机器，使得反压室中的压力能够被调节到改变的操作点(variable Betriebspunkte)和/或能够被极其精确地调节。此外，本发明还基于该任务，即提出一种进一步发展的用于操作根据螺旋原理的容积式机器的方法。此外，该任务还在于，提出一种具有进一步发展的根据螺旋原理的容积式机器的交通工具空调设备和/或交通工具。
根据本发明，该任务在根据螺旋原理的容积式机器方面通过专利权利要求1的主题得以实现，在用于操作容积式机器的方法方面通过专利权利要求13或14的主题得以实现，在交通工具空调设备方面通过专利权利要求17的主题得以实现，并且在交通工具方面通过专利权利要求19的主题和/或通过专利权利要求20的主题得以实现。
根据本发明的根据螺旋原理的容积式机器或根据本发明的用于操作容积式机器的方法或根据本发明的交通工具空调设备的有利的和有效的实施形式在从属权利要求中进行说明。
本发明基于该想法，即提出一种根据螺旋原理的容积式机器，特别是涡旋式压缩机或涡旋式膨胀机，其具有高压室、低压室和绕轨道运行的挤压式螺旋件，该挤压式螺旋件啮合进反向螺旋件中，使得在挤压式螺旋件与反向螺旋件之间形成腔室，以便容纳工作介质。反压室构造在低压室与挤压式螺旋件之间。
根据本发明构造了与反压室流体连接的压力调节装置，该压力调节装置借助由计算单元预先给出的设定值来调节反压室与低压室之间的压力差。因此，借助压力调节装置和由计算单元预先给出的设定值可以将反压室中的压力调节到改变的操作点。
在本发明的实施形式中，径向向内移动的腔室形成在挤压式螺旋件与反向螺旋件之间，以便容纳(特别是吸入)、压缩来自低压室的工作介质(特别是制冷剂)并排放到高压室中。根据本发明的本实施形式，容积式机器特别作为涡旋式压缩机来运作。换而言之，该容积式机器是涡旋式压缩机。
在本发明的另一个实施形式中，径向向外移动的腔室形成在挤压式螺旋件与反向螺旋件之间，以便容纳、膨胀来自高压室的工作介质(特别是工作流体、特别是加热剂)并推出到低压室中。根据本发明的这个示出的实施形式，根据螺旋原理的容积式机器特别作为涡旋式膨胀机来运作。在涡旋式膨胀机方面所描述的运作方式或所描述的过程也可以称之为克劳修斯-朗肯过程(Clausius-Rankine-Prozess)。可借助根据本发明的容积式机器进行的过程也公知为有机朗肯循环(ORC)，其中有机组分例如可以是乙醇。
优选地，压力调节装置具有可电控制的调节阀。此外，压力调节装置具有节流阀和可电控制的调节阀也是可行的。电控制的调节阀/所述电控制的调节阀将反压室与高压室或低压室流体地连接是可行的。换句话说，根据容积式机器的结构形式，反压室借助可电控制的调节阀与高压室或与低压室流体地连接。
优选地，可电控制的调节阀具有可电磁控制的可滑动的阀针。可滑动的阀针也可以被称为可滑动的柱塞。例如，可滑动的阀针相对于可电控制的调节阀的壳体设置环形间隙，使得借助环形间隙形成从反压室至高压室或从反压室至低压室的流体连接。优选地，阀针布置在磁线圈中，使得可通过作用在磁线圈上的控制电流来调节施加在阀针上的电磁力。
在本发明的实施形式中，可电控制的调节阀布置在容积式机器中，使得调节阀将反压室和低压室流体地连接，其中在高压室与反压室之间布置了被压力调节装置包含的节流阀。
在本发明的实施形式中，在容积式机器被构造成涡旋式压缩机时，节流阀导致从高压室出来并流进反压室的工作介质首先在压力方面减少。工作介质可以借助可电控制的调节阀从反压室开始流进低压室。
在本发明的另一个和/或替代的实施形式中，电控制的调节阀/所述电控制的调节阀布置成使得调节阀将高压室和反压室流体地连接，其中在反压室和低压室之间布置节流阀/所述节流阀。
如果容积式机器被构造成涡旋式压缩机，则可电控制的调节阀产生高压室和反压室之间的流体连接，从而使得工作介质可以从高压室流入反压室。借助可电控制的调节阀，特别是通过在可滑动的阀针与壳体部分之间设置环形间隙，工作介质从高压侧朝向反压室的流动可以被调节。
优选地，挤压式螺旋件相对于反向螺旋件在轴向方向上运动。因此，绕轨道运行的、即可旋转运动的挤压式螺旋件还在轴向方向上运动。在这种情况下，挤压式螺旋件可以在朝向反向螺旋件的方向上运动以及远离反向螺旋件运动。优选地，反向螺旋件被完全牢固地安装在容积式机器中。换句话说，反向螺旋件既不可以在轴向方向上运动，也不可以旋转运动。
优选地，由挤压式螺旋件在轴向方向上作用在反向螺旋件上的接触压力可通过在反压室中存在的压力进行调节。换句话说，挤压式螺旋件在轴向方向上的运动优选通过反压室中存在的压力而引起。由挤压式螺旋件在轴向方向上作用在反向螺旋件上的接触压力可以根据反压室中存在的压力来进行调节。
根据本发明的容积式机器可以构造成电力驱动和/或电动驱动的容积式机器或具有机械驱动器的容积式机器。
工作介质例如可以是CO2和/或R134a和/或R1234yf和/或丁烷和/或乙醇和/或环戊烷。
本发明的并列的一方面涉及用于操作容积式机器，特别是用于操作根据本发明的如前所述的容积式机器的方法。根据本发明，用于操作容积式机器的方法包括以下步骤：
a)确定容积式机器的高压区中或在其中安装了容积式机器的系统的高压区中的压力值PD，
b)将确定的压力值PD传送至计算单元，
c)借助确定的压力值PD基于特征曲线和/或特性场(Kennfeld)确定反压室中存在的反压PBP与低压室中存在的低压PS之间的压力差值ΔPBP，其中特征曲线和/或特性场存储在计算单元中，
d)通过作用在磁线圈上的控制电流和由电调节阀独立地调节压力差值ΔPBP对压力调节装置，特别是对可电控制的调节阀进行控制。
容积式机器的高压区例如可以涉及容积式机器的高压室。替代地和/或补充地可以设想为确定或测量其中安装了容积式机器的系统(例如空调设备和/或交通工具)的高压区中的压力值PD。根据所描述的方法，根据本发明的容积式机器在高压区中，特别是在高压室中可以具有用于检测高压室中的压力值的传感器。
基于所确定的压力值PD，可以基于特征曲线和/或基于特性场来确定压力差值ΔPBP。换句话说，在特征曲线和/或特性场中，为所确定的压力值PD指定理想的或待设置的压力差值ΔPBP。压力差值ΔPBP在反压室和低压室之间形成。
换句话说，借助所确定的压力值控制压力调节装置，特别地控制可电控制的调节阀。在此特别是控制可电控制的调节阀的磁线圈。这优选通过以特征曲线和/或特性场存储在计算单元中并被施加到磁线圈上的控制电流来实现。
由于将与所确定的压力值PD有关的控制电流施加到磁线圈上，因此通过电调节阀能够独立地对确定的压力差值ΔPBP进行调节是可行的。
优选地，可电控制的调节阀涉及机械式自调节阀。这种机械式自调节基于均衡的压力平衡来实现或者换而言之通过均衡的力平衡来实现。
借助确定的压力差值ΔPBP和与其一起确定的控制电流对可电控制的调节阀的阀针/所述阀针上的电磁力进行调节。除了弹簧力和反压室的力或压力外，由磁线圈产生的电磁力也作用在阀针上。根据描述的实施形式，根据本发明的用于操作容积式机器的方法首先在具有可电控制的调节阀的容积式机器上应用，该调节阀将反压室和低压室流体地连接。因此，低压室的压力或力也作用在阀针上。
与低压室的力和反压室的力相对的电磁力基于施加到磁线圈的控制电流被调节。为了达到均衡的力平衡，可电控制的调节阀根据低压室的压力对反压室的压力独立地进行调节。在调节阀的阀针与壳体部分之间形成为环形表面的穿通横截面通过可电控制的调节阀被独立地调节。换句话说，低压室的压力与反压室的压力之间的穿通横截面通过可电控制的调节阀被独立地调节。
本发明的另一个并列的方面涉及用于操作容积式机器，特别是如前所述的根据本发明的容积式机器的方法。根据本发明的方法包括以下步骤：
a)确定容积式机器的高压区中或在其中安装了容积式机器的系统的高压区中的压力值PD，并确定容积式机器的低压室中的压力值PS，
b)将确定的压力值PD和PS传送至计算单元，
c)借助确定的压力值PD和PS基于特征曲线和/或特性场确定反压室中存在的反压PBP与低压室中存在的低压PS之间的压力差值ΔPBP，其中特征曲线和/或特性场存储在计算单元中，
d)通过作用在磁线圈上的控制电流和由电调节阀独立地调节压力差值ΔPBP对压力调节装置，特别是可电控制的调节阀进行控制。
优选地，根据本发明的方法借助根据本发明的具有可电控制的调节阀的容积式机器来实施，该调节阀将高压室和反压室流体地连接，其中在反压室和低压室之间布置了节流阀。在容积式机器的高压区中确定的压力值PD例如可以在容积式机器的高压室中确定。替代地和/或补充地，确定在其中安装了容积式机器的系统(例如交通工具和/或空调设备)的高压区中的压力值PD是可行的。
在这方面，根据本发明的所属的容积式机器可以在容积式机器的高压区中，特别是在容积式机器的高压室中具有用于确定压力值PD的压力传感器。优选地，压力值PD涉及在容积式机器中存在的高压或在其中安装了容积式机器的系统中存在的高压。
就低压室中待测量的压力PS而言，根据本发明的容积式机器可在低压室中具有确定低压PS的压力传感器。因此，低压PS涉及低压室中存在的低压。
借助所确定的压力值PD和PS，即借助关于低压PS所确定的值和关于高压PD所确定的值来确定压力差值ΔPBP。所确定的压力差值ΔPBP与确定的施加给压力调节装置的磁线圈，特别是可电控制的调节阀的磁线圈的控制电流有关。弹簧力、反压室的力或压力以及高压室的力或压力作用在调节阀上。此外，磁线圈的电磁力压在该可电控制的调节阀上，其中该电磁力可以通过控制电流进行调节。
在用于操作容积式机器的两种并列的方法方面可以设置成在控制压力调节装置，特别是控制可电控制的调节阀时，确定的压力差值ΔPBP与用于控制阀元件，特别是控制布置在磁线圈中的阀针的电流强度相关联。
优选地，阀元件的磁线圈/所述磁线圈被施加电流强度，从而调节作用在阀针上的电磁力。
借助根据本发明的用于操作容积式机器的方法，将反压室中的压力调节到改变的操作点是可行的。特别地，该压力可以非常精确地根据规定进行调节。这特别通过调节反压室与低压室之间的压力差值来进行。
本发明的另一个并列的方面涉及具有根据本发明的容积式机器，特别是具有本发明的涡旋式压缩机的交通工具空调设备。这产生了类似的优点，如已在根据本发明的容积式机器和/或根据本发明的用于操作容积式机器的方法的方面中阐述的那样。
交通工具空调设备包含制冷剂，其中制冷剂例如是CO2和/或R134a和/或R1234yf和/或丁烷和/或乙醇和/或水。
特别地，可以使用氢氟烃(HFC)作为制冷剂。R134a是一种典型的氢氟烃。此外，使用氢氟烯烃(HFO)作为制冷剂是可行的。例如，在这方面参考R1234yf。碳氢化合物(HC)也可以用作交通工具空调设备中的制冷剂。典型的碳氢化合物是丙烷或丁烷。同样地，提到的CO2、乙醇或水是独立的工作介质。
本发明的另一个并列的方面涉及交通工具，特别是混合动力交通工具，其具有根据本发明的容积式机器和/或根据本发明的交通工具空调设备。这产生了类似的优点，如已在根据本发明的容积式机器和/或根据本发明的用于操作容积式机器的方法的方面和/或根据本发明的交通工具空调设备的方面中阐述的那样。特别地，根据本发明的交通工具涉及电动混合动力交通工具。
本发明的另一个并列的方面涉及交通工具，特别是载重交通工具，其具有根据本发明的容积式机器，特别是具有根据本发明的涡旋式膨胀机。这产生了类似的优点，如已在根据本发明的容积式机器和/或根据本发明的用于操作容积式机器的方法的方面中阐述的那样。在载重交通工具领域中，在废气再循环或能量再生方面优选地使用涡旋式膨胀机。在此，使用具有机械驱动器的涡旋式膨胀机和电力和/或电动驱动的涡旋式膨胀机是可行的。
下面将借助实施例并参考附上的示意图对本发明进行更详细的阐述。
图中显示：
图1示出了根据第一实施形式的根据本发明的容积式机器，特别是涡旋式压缩机的纵向截面；
图2示出了根据第二实施例的根据本发明的容积式机器，特别是涡旋式压缩机的纵向截面；
图3示出了可电控制的调节阀的纵向截面；和
图4示出了根据本发明的用于操作容积式机器的方法的第一实施形式的原理图。
下面将对根据本发明的容积式机器的两个实施例进行详细的描述，其中在描述的实施例中涉及涡旋式压缩机。应该指出的是，根据本发明的容积式机器也可以被构造成涡旋式膨胀机并可以作为涡旋式膨胀机进行操作。
在下文中，对相同的和相同作用的部件使用相同的参考标记。
与图1和图2相关的详细描述的涡旋式压缩机10例如可以用作交通工具空调设备的压缩机。交通工具空调设备(例如CO2-交通工具空调设备)通常具有气体冷却器、内部热交换器、节流阀、蒸发器和压缩机。因此，该压缩机可以是图示的涡旋式压缩机10。换句话说，涡旋式压缩机10是根据螺旋原理的容积式机器。
所示的涡旋式压缩机具有皮带轮形式的机械驱动器11。该皮带轮在使用中与电动机或内燃机连接。替代地，电力驱动或电动驱动涡旋式压缩机10是可行的。
此外，涡旋式压缩机10还具有壳体20，该壳体20具有上壳体部分21，该上壳体部分封闭涡旋式压缩机10的高压侧。在壳体20中构造了界定低压室30的壳体间隔壁22。低压室30也可以称为吸入室。在壳体底部23处形成贯穿开口，驱动轴12延伸穿过该贯穿开口。布置在壳体20外部的轴端部13可抗扭转地与带动件(Mitnehmer)14连接，该带动件啮合进可转动地安装在壳体20上的皮带轮，使得扭矩可以从皮带轮传递到驱动轴12。
驱动轴12在一侧可转动地安装在壳体底部23中，并且在另一侧可转动地安装在壳体间隔壁22中。驱动轴12相对于壳体底部23的密封通过第一轴密封件24实现并且相对于壳体间隔壁22的密封通过第二轴密封件25实现。
此外，涡旋式压缩机10还具有反向螺旋件32和可运动的，特别是绕轨道运行的挤压式螺旋件31。挤压式螺旋件31和反向螺旋件32相互啮合。优选地，反向螺旋件32在圆周方向和径向方向上均固定。与驱动轴12耦合的运动的挤压式螺旋件31描述了一种圆形轨道，使得通过该运动以已知的方式生成多个气袋或气室，这些气袋或气室在挤压式螺旋件31和反向螺旋件32之间径向向内移动。通过这种绕轨道运行的运动吸入工作介质(特别是制冷剂)并通过进一步的螺旋运动以及因此伴随的气室的缩小进行压缩。工作介质(特别是制冷剂)从径向外部到径向内部，例如线性地被逐渐压缩并在反向螺旋件32的中心排出到高压室40中。
为了产生挤压式螺旋件31的绕轨道运行的运动，构造了偏心轴承26，该偏心轴承通过偏心销27与驱动轴12相连。偏心轴承26和挤压式螺旋件31相对于反向螺旋件32偏心地布置。通过使挤压式螺旋件31紧靠反向螺旋件32，气室被彼此压力密封地分离。挤压式螺旋件31与反向螺旋件32之间的径向接触压力通过偏心率进行调节。
为了避免挤压式螺旋件31的旋转运动，可以构造导向销和导向孔。
图1和2所示的涡旋式压缩机是无离合器的。尽管如此，为了能够改变压缩机的功率，涡旋式压缩机可以被开启和切断。为此设置成挤压式螺旋件31在轴向方向上，即在平行于驱动轴12的方向上是可运动的。因此，挤压式螺旋件31可以在朝向反向螺旋件32的方向上被推动。如果挤压式螺旋件31未置于反向螺旋件32上，则形成涡旋式压缩机10的打开位置(Offenstellung)。在该打开位置中，压力平衡间隙在挤压式螺旋件31与反向螺旋件32之间产生，该压力平衡间隙将挤压式螺旋件31和反向螺旋件32之间的在径向方向上彼此分离的气室连接起来。压缩的气体通过这种方式形成的压力平衡间隙从布置在更内部的腔室径向向外流动，由此产生压力平衡。由此，涡旋式压缩机10的功率降为零，或者至少几乎降到零。
高压室40在流动方向上布置在反向螺旋件32的后面并且通过未示出的出口与反向螺旋件32流体连通。优选地，该出口并非精确地布置在反向螺旋件32的中心点，而是偏心地位于挤压式螺旋件31与反向螺旋件32之间的最内部的腔室的区域中。由此实现该出口不被偏心轴承26的轴承衬套28覆盖并且可以将最终压缩的工作介质(特别是最终压缩的制冷剂)排放到高压室40中。
反向螺旋件32的后壁33部分地形成高压室40的底部。后壁33比高压室40宽。高压室40在侧面由侧壁41界定。在侧壁41的指向反向螺旋件32的后壁33的端部中形成了凹部42，在凹部42中布置了密封环43。侧壁41是形成反向螺旋件32的止动件的周向壁。高压室40构造在上壳体部分21中。该高压室具有旋转对称的横截面。
在高压室40中聚集的被压缩的工作介质通过出口44从高压室40流入油分离器45，该油分离器在本文中被构造成旋风分离器(Zyklon-Abscheider)。被压缩的工作介质(特别是被压缩的制冷剂)通过油分离器45和开口46流进示例性的空调设备的循环系统中。
挤压式螺旋件31在朝向反向螺旋件32的方向上或在相反的方向上的轴向引导通过向挤压式螺旋件31的后壁34施加相应的压力来实现。为此，也可以称为背压室的反压室50与涡旋式压缩机10的高压侧，特别是与高压室40流体连接。偏心轴承26位于反压室50中。
反压室50由挤压式螺旋件31的后壁34并且由壳体间隔壁22界定。
反压室50通过已经描述的第二轴密封件25与低压室30流体密封地分开。密封和滑动环29位于壳体间隔壁22中的环形槽中。在壳体间隔壁22和挤压式螺旋件31之间形成了间隙(未示出)。因此，挤压式螺旋件31在轴向方向上不直接支承在壳体间隔壁22上，而是支承在密封和滑动环29上并在其上滑动。
根据图1中所示的实施例和根据图2所示的实施例，前面的阐述涉及涡旋式压缩机10。
此外，在图1中还示出，压力调节装置60与反压室50流体连接。借助压力调节装置60可以调节反压室50与低压室30之间的压力差。压力调节装置60包括可电控制的调节阀61。可电控制的调节阀建立了反压室50与低压室30之间的流体连接。可电控制的调节阀61在图3中更详细地示出。
在高压室40与反压室50之间布置了节流阀62。因此，压力调节单元60包括节流阀62和可电控制的调节阀61。反压室50邻接涡旋式压缩机10的高压侧，特别地邻接高压室40。反压室50经由第一管道部分51和第二管道部分52与油分离器45相连。在第一管道部分51与第二管道部分52之间构造了节流阀62。第一管道部分51构造在壳体20中，特别是构造在上壳体部分21中。第二管道部分52也部分地构造在壳体20中，特别是构造在周向壁15中。
第二管道部分的最后部分，即第二管道部分52的终止于反压室50的部分被构造成壳体间隔壁22中的通道。借助位于反压室50中的工作介质，特别是取决于这里存在的压力，可以使挤压式螺旋件31在朝向反向螺旋件32的方向上轴向运动。由挤压式螺旋件31在轴向方向上作用在反向螺旋件32上的接触压力可以通过反压室50中存在的压力进行调节。
为此，额外设置了调节阀61。该调节阀同样构造在壳体20的周向壁15中。第一排出管道部分53也构造在壳体间隔壁22中。第一排出管道部分53借助构造在周向壁15中的管道部分终止于可电控制的调节阀61。此外，在周向壁15中还形成了第二排出管道部分54，该第二排出管道部分建立调节阀61与低压室30之间的连接。
为了调节在反压室50中存在的压力和/或为了将反压室50中存在的压力调节到改变的操作点，首先确定在涡旋式压缩机10的高压区中，特别是在高压室40中的压力值PD。接着将该压力值传送至计算单元。基于所确定的压力值PD，在计算单元中确定作用在反压室50中存在的反压PBP与在低压室30中存在的低压PS之间的压力差值ΔPBP。这优选借助所确定的压力值PD基于特征曲线和/或特性场来实现。特征曲线和/或特性场存储在计算单元中。
接着，基于所确定的压力差值ΔPBP对压力调节装置60，特别是可电控制的调节阀进行控制。这通过向调节阀61的磁线圈63施加控制电流来实现。
所确定的压力差值ΔPBP与用于控制阀元件61的电流强度相关联，从而可以调节作用在阀针64上的电磁力。
作用在阀针64上的既可以是源于弹簧(参见图3)的弹簧力，又可以是反压室50的力或压力，以及低压室30的力或压力。附加地，由磁线圈63产生的电磁力也作用在阀针64上。
通过作用在磁线圈63上的控制电流来调节与反压室50的压力和低压室30的压力相对的电磁力。调节阀61通过均衡的压力平衡或通过力平衡独立地进行调节。为了获得均衡的力平衡，阀61根据低压室30中存在的力或压力独立地调节反压室50的压力。为此，调节阀61的阀针64与壳体65之间的穿通横截面或环形表面被调节(参见图3)。
图2示出了涡旋式压缩机10的另一个实施形式。该涡旋式压缩机10也具有压力调节装置60。压力调节装置60也包括调节阀61和节流阀62。可电控制的调节阀61建立了高压侧(特别是高压室40)与反压室50之间的流体连接。高压室40与反压室50之间的流体连接间接地通过油分离器45来实现。
为此，在开口46的附近构造了第一管道部分71。该第一管道部分构造在上壳体部分21中。之后是第二管道部分72，该第二管道部分构造在壳体20的周向壁15中。经由调节阀61可以向反压室50供应工作介质(特别是制冷剂)，该工作介质经由油分离器45从高压室40流入反压室50。
在壳体间隔壁22中，供给管道73构造在调节阀61和反压室50之间。而节流阀62构造在低压室30和反压室50之间。排放管道部分74构造在反压室50与节流阀62之间。反压室50与低压室30之间的流体连接经由排放管道部分74以及节流阀62来实现。
同样在本发明的本实施形式中，反压室50与低压室30之间的压力差可以调节。为此，确定涡旋式压缩机的高压区(特别是涡旋式压缩机10的高压室40)中的压力值PD(特别是高压值)。另外，还确定涡旋式压缩机10的低压区(特别是低压室30)中的压力值(特别是低压PS)。将这两个值传送至计算单元。在反压室50中存在的反压PBP和低压室30中存在的低压PS之间的压力差值ΔPBP同样可以借助所确定的压力值基于特征曲线来确定。为此，特征曲线或特性场存储在计算单元中。
接着，通过施加在磁线圈63上的控制电流对压力调节装置60，特别是对可电控制的调节阀61进行控制。在这种情况下，弹簧力、反压室50的压力PBP或力以及高压室40的压力PD或力和由磁线圈63生成的电磁力作用在调节阀61的阀针64上。压力差值ΔPBP可以通过对调节阀61的阀针64和壳体65之间的穿通横截面的调节来进行调节。因此，高压室40的高压PD与反压室50的反压PBP之间的流动横截面在调节阀61中通过调节阀61独立地进行调节。
图3示出了调节阀61，特别是如根据图1的实施形式所需的调节阀61。在调节阀61中构造了阀针64。也可以识别出弹簧66，其力作用在阀针64上。阀针64布置在磁线圈63内。磁线圈63可以通过馈电线67施加电流，从而根据经过馈电线67流向磁线圈63的控制电流使电磁力作用在阀针64上，该电磁力是可以调节的。
由虚线可见，调节阀61具有通向反压室50以及通向低压室30的供给管道。
阀针64的头部69可抵靠壳体部分65，使得在壳体65与头部69之间形成环形间隙68。根据环形间隙68的尺寸可以调节反压室50与低压室30之间的压力差ΔPBP。
在反压室50中存在反压PBP，而在低压室30中则是低压PS起作用。
在图4中示意性地示出了与根据图1的实施形式相关联所需要的方法。
根据此方法，在高压室40中存在100bar的压力PD。该压力被测量且由计算单元80获取或传递至计算单元80。由于节流阀62，100bar的压力减小至45bar，使得反压室50中的从高压室40流入反压室50的工作介质具有45bar的压力PBP。
在反压室50与低压室30之间布置了调节阀61。该调节阀61是机械式自调节阀，其中存在于调节阀61中的磁线圈(这里未示出)由计算单元80控制。为此，在计算单元80中确定压力差值ΔPBP，其中为每个压力差值ΔPBP指定控制电流I，从而使得基于压力值PD和存储在计算单元80中的特性场81来确定与磁线圈相关的控制电流I。
控制电流I的值由计算单元80传递到调节阀61的磁线圈上。基于控制电流I，电流强度被施加到阀元件61的磁线圈，从而可以调节作用在阀针64上的电磁力。
参考标记列表
10 涡旋式压缩机
11 机械驱动器
12 驱动轴
13 轴端部
14 带动件
15 周向壁
20 壳体
21 上壳体部分
22 壳体间隔壁
23 壳体底部
24 第一轴密封件
25 第二轴密封件
26 偏心轴承
27 偏心销
28 轴承衬套
29 密封和滑动环
30 低压室
31 挤压式螺旋件
32 反向螺旋件
33 反向螺旋件的后壁
34 挤压式螺旋件的后壁
40 高压室
41 侧壁
42 凹部
43 密封环
44 出口
45 油分离器
46 开口
50 反压室
51 第一管道部分
52 第二管道部分
53 第一排放管道部分
54 第二排放管道部分
60 压力调节装置
61 调节阀
62 节流阀
63 磁线圈
64 阀针
65 壳体
66 弹簧
67 馈电线
68 环形间隙
69 头部
71 第一管道部分
72 第二管道部分
73 供给管道
74 排放管道部分
80 计算单元
81 特性场
I 控制电流
PD 高压区的压力
PS 低压区的压力
PBP 反压
ΔPBP 压力差值

Claims (25)

1.一种根据螺旋原理的容积式机器，所述容积式机器具有高压室(40)、低压室(30)和绕轨道运行的挤压式螺旋件(31)，所述挤压式螺旋件啮合进反向螺旋件(32)，使得在所述挤压式螺旋件(31)与所述反向螺旋件(32)之间形成腔室，以便容纳工作介质，其中，反压室(50)构造在所述低压室(30)与所述挤压式螺旋件(31)之间，其中，压力调节装置(60)与所述反压室(50)流体连接，所述压力调节装置(60)具有节流阀(62)和可电控制的调节阀(61)，且所述可电控制的调节阀(61)具有可电磁控制的可滑动的阀针(64)，所述压力调节装置借助由计算单元(80)预先给出的设定值对所述反压室(50)与所述低压室(30)之间的压力差进行调节，其中，所述工作介质是CO2和/或R134a和/或R1234yf和/或丁烷和/或乙醇和/或环戊烷。
2.根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，径向向内移动的腔室形成在所述挤压式螺旋件(31)与所述反向螺旋件(32)之间，以便吸入、压缩来自所述低压室(30)的工作介质，该来自所述低压室(30)的工作介质是制冷剂，并排放到所述高压室(40)中。
3.根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，径向向外移动的腔室形成在所述挤压式螺旋件(31)与所述反向螺旋件(32)之间，以便容纳、膨胀来自所述高压室(40)的工作介质，该来自所述高压室(40)的工作介质是工作流体，并推出到所述低压室(30)中。
4.根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，所述可电控制的调节阀(61)将所述反压室(50)与所述高压室(40)或所述低压室(30)流体地连接。
5.根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，所述可电控制的调节阀(61)将所述反压室(50)与所述低压室(30)流体地连接，其中，所述节流阀(62)布置在所述高压室(40)与所述反压室(50)之间。
6.根据权利要求4所述的容积式机器，其特征在于，所述可电控制的调节阀(61)将所述反压室(50)与所述低压室(30)流体地连接，其中，所述节流阀(62)布置在所述高压室(40)与所述反压室(50)之间。
7.根据权利要求1所述的容积式机器，其特征在于，所述可电控制的调节阀(61)将所述高压室(40)与所述反压室(50)流体地连接，其中，所述节流阀(62)布置在所述反压室(50)与所述低压室(30)之间。
8.根据权利要求4所述的容积式机器，其特征在于，所述可电控制的调节阀(61)将所述高压室(40)与所述反压室(50)流体地连接，其中，所述节流阀(62)布置在所述反压室(50)与所述低压室(30)之间。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的容积式机器，其特征在于，所述挤压式螺旋件(31)相对于所述反向螺旋件(32)在轴向方向上运动。
10.根据权利要求9所述的容积式机器，其特征在于，由所述挤压式螺旋件(31)在轴向方向上作用在所述反向螺旋件(32)上的接触压力能够通过在所述反压室(50)中存在的压力进行调节。
11.根据权利要求1-8和10中任一项所述的容积式机器，其特征在于构造成电力驱动和/或电动驱动的容积式机器或构造成具有机械驱动器的容积式机器。
12.根据权利要求9所述的容积式机器，其特征在于构造成电力驱动和/或电动驱动的容积式机器或构造成具有机械驱动器的容积式机器。
13.根据权利要求1-8、10和12中任一项所述的容积式机器，其特征在于，所述容积式机器是涡旋式压缩机(10)或涡旋式膨胀机。
14.一种根据螺旋原理的容积式机器，所述容积式机器具有高压室(40)、低压室(30)和绕轨道运行的挤压式螺旋件(31)，所述挤压式螺旋件啮合进反向螺旋件(32)，使得在所述挤压式螺旋件(31)与所述反向螺旋件(32)之间形成腔室，以便容纳工作介质，其中，反压室(50)构造在所述低压室(30)与所述挤压式螺旋件(31)之间，其特征在于与所述反压室(50)流体连接的压力调节装置(60)，其中所述压力调节装置(60)具有节流阀(62)和可电控制的调节阀(61)，且所述可电控制的调节阀(61)具有可电磁控制的可滑动的阀针(64)，所述压力调节装置(60)借助由计算单元(80)预先给出的设定值对所述反压室(50)与所述低压室(30)之间的压力差进行调节。
15.根据权利要求14所述的容积式机器，其特征在于，所述容积式机器是涡旋式压缩机(10)或涡旋式膨胀机。
16.一种用于操作根据权利要求1至15中任一项所述的容积式机器的方法，包括以下步骤：
a)确定在所述容积式机器的高压区中或在其中安装了所述容积式机器的系统的高压区中的压力值PD，
b)将确定的压力值PD传送至所述计算单元(80)，
c)借助确定的压力值PD基于特征曲线和/或特性场(81)确定所述反压室(50)中存在的反压PBP与所述低压室(30)中存在的低压PS之间的压力差值ΔPBP，其中，所述特征曲线和/或所述特性场(81)存储在所述计算单元(80)中，
d)通过作用在所述压力调节装置(60)的可电控制的调节阀(61)的磁线圈(63)上的控制电流以及由所述可电控制的调节阀(61)独立地调节所述压力差值ΔPBP对所述压力调节装置(60)的所述可电控制的调节阀(61)进行控制。
17.一种用于操作根据权利要求1至15中任一项所述的容积式机器的方法，包括以下步骤：
a)确定在所述容积式机器的高压区中或在其中安装了所述容积式机器的系统的高压区中的压力值PD和所述容积式机器的低压室(30)中的压力值PS，
b)将确定的压力值PD和PS传送至所述计算单元(80)，
c)借助确定的压力值PD和PS基于特征曲线和/或特性场(81)确定所述反压室(50)中存在的反压PBP与所述低压室(30)中存在的低压PS之间的压力差值ΔPBP，其中，所述特征曲线和/或所述特性场(81)存储在所述计算单元(80)中，
d)通过作用在所述压力调节装置(60)的可电控制的调节阀(61)的磁线圈(63)上的控制电流以及由所述可电控制的调节阀(61)独立地调节压力差值ΔPBP对所述压力调节装置(60)的所述可电控制的调节阀(61)进行控制。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其特征在于，在控制所述压力调节装置(60)的所述可电控制的调节阀(61)时，所确定的压力差值ΔPBP与用于控制布置在所述磁线圈(63)中的所述阀针(64)的电流强度相关联。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述压力调节装置(60)的所述可电控制的调节阀(61)的所述磁线圈(63)被施加电流强度，从而调节作用在所述阀针(64)上的电磁力。
20.一种交通工具空调设备，其具有根据权利要求1至15中任一项所述的容积式机器，其中所述容积式机器是涡旋式压缩机(10)。
21.根据权利要求20所述的交通工具空调设备，其特征在于，所述交通工具空调设备包含作为制冷剂的CO2和/或R134a和/或R1234yf和/或丁烷和/或乙醇和/或水。
22.一种交通工具，其具有根据权利要求1至15中任一项所述的容积式机器和/或具有根据权利要求20或21所述的交通工具空调设备。
23.根据权利要求22所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具是混合动力交通工具。
24.一种交通工具，其具有根据权利要求1至15中任一项所述的容积式机器，其中所述容积式机器是涡旋式膨胀机。
25.根据权利要求24所述的交通工具，其特征在于，所述交通工具是载重交通工具。
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