CN110869615A - 用于r-718的排量压缩机系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制冷剂R718的排量压缩机系统，该系统包括压缩机机器(41)，蒸发器(35)和冷凝器(36)。开放式压缩机机器(41)设计为双轴旋转排量压缩机形式的主轴压缩机，用于排放和压缩气态输送介质。排量压缩机具有主轴‑转子对(2和3)，该对主轴‑转子对布置在压缩机壳体(1)中，并设计有马达对/主轴转子的同步功能。压缩机机器(41)布置在蒸发器(35)与冷凝器(36)之间。

Description

用于R-718的排量压缩机系统
当前，制冷市场不断变化，因此每个人都在谈论根据第(EC)842/2006号和517/2014号法规(关于氟化温室气体)的所谓“F-Gas法规”，以便鉴于主要的制冷剂HFC和HFO对气候和环境的危害而将其淘汰。因此，在制冷技术领域中极其需要天然制冷剂，其中具体地，水由于其良好的热力学特性而脱颖而出。
然而，水作为制冷剂R-718(＝水)的广泛应用基于以下事实：例如，与具有相同作用的氨相比，对于相同性能，需要约300倍的排量流量。由于理想地高于10倍的压力比是非常高的，因此对压缩机的需求急剧增加，同时该压缩机必须仍然是无油的，并且必须在6毫巴至200毫巴之间、并且如果需要还会更高的负压下尽可能高效地工作。
水作为制冷剂的破坏性是无可争议的，并且将突然结束世界范围内有关当前制冷剂的已知环境和气候问题的广泛讨论。制冷技术可以经由以下两个主要领域来代表：
·移动式制冷/空调技术(即用于火车、卡车和客车)
·固定式制冷技术(即工业制冷、商业制冷和建筑空调、热泵)
即使涡轮压缩机是两级构造并带有中间冷却装置，涡轮压缩机也仅产生约6的较低压力比，但尽管如此，迄今为止仍尝试用涡轮压缩机来应对这一挑战，使得仅在冷却回路中冷凝器处必要的热传递无法令人满意地实现。此外，涡轮机还具有其柔软的工作特性(即高于容积流量的压力值)以便能够相对于各种工作点确保稳定工作点的严重缺点。
毫无疑问，用于水蒸气压缩的排量机器是更好的解决方案，以克服R718制冷回路中水蒸气压缩的挑战。为了压缩水蒸气作为制冷剂R-718，必须解决以下严峻挑战：
·例如对于35千瓦的制冷性能而言超过5.000立方米/小时的高水蒸气容积流量的输送，这是现有技术的60倍。因此，必须在旋转速度以及排量机器的几何设计方面开辟新的天地。
·在蒸发器温度较低和冷凝器温度较高的情况下超过10的大压力比的控制。由于水蒸气情况下的等熵指数同时大于1.32(目前的制冷剂指数约为1.1，因此几乎没有温度应力)，数学上得出制冷剂R-718的最终压缩温度远高于200℃，所述温度不仅会对压缩机的效率产生不利影响，而且具体地对压缩机的敏感结构部件(特别是出口侧上的转子支架)构成风险。
·对于R-718(＝水蒸气)，制冷剂回路必须完全无油，这对双轴排量机器而言是一个挑战，因为如果省略了运行流体(近来主要是机油)，则这种类型的机器需要对主轴-转子对进行干同步，以避免快速旋转的主轴转子之间发生接触。
R718排量压缩机系统要实现的目标如下：
(1)压缩机中游隙的消耗的安全避免：
由工作空间结构部件的接触造成的压缩机中游隙的消耗导致其故障，即所谓的“崩溃”，即使不是全部，工作空间结构组件之间的间隙值也从标准毫米分数减小到零，而且在大多数情况下，热膨胀与旋转误差以及各种不同影响参数之间的其它偏差可能导致相同的结果。作为绝对必要的目标，要通过始终以可靠和完整的方式在绝对所有运行、工作和环境条件下具有足够的安全余量来避免这种游隙消耗。
(2)最佳可能的效率，即对于R718排量压缩机系统的最优效率：
除了具有最优适配的运行参数的运行之外，这具体地涉及系统损耗的最小化，并且在这种情况下主要涉及内部间隙泄漏的影响，这会对效率产生不利影响，而不危害避免碰撞的迫切目标。
(3)R718系统的最高可靠性和高耐久性(较长的使用寿命)：
在这种情况下，首先需要保护的是敏感的结构部件，具体地是转子支架(特别是在出口侧上的)和两个驱动马达及其各自的设备。
(4)就R718排量压缩机系统以自主方式适配最多样化的条件的意义而言，独立于外部运行条件的最大程度*°*。
*°*在最大可能程度上，所述运行条件几乎没有限制。
(5)系统智能：
R718排量压缩机系统必须始终能够在任何情况下均达到上述目的，或者在出现偏差的情况下借助于其自身的调节机制和调节工具，以自主方式及时采取纠正措施，包括发出外部警告和指示。
根据本发明，通过将R718排量压缩机系统(42)构造为封闭的真空系统，借助双轴旋转排量机在低于大气压的压力下压缩水蒸气的目的得以实现，该系统包括以下核心元件：
Figure BDA0002345285480000031
具有蒸发器壳体容器(29)的蒸发器(7)
Figure BDA0002345285480000032
具有冷凝器壳体容器(28)的冷凝器(8)
Figure BDA0002345285480000033
以及压缩机机器(41)，
其中该压缩机机器主要包括：
·压缩机壳体(1)
·两个自主旋转单元(39和40)，其中借助FU控制单元(16)经由FU(2.4和3.4)实现马达对/主轴转子的电子同步
·以及在出口侧的轴承支承单元(25)，该轴承支承单元用于接纳旋转轴承(4.2)和带有通过控制球(10)的出口开口的出口(12)以及端部出口(27)
并且一切都由控制单元(15)管理。
根据本发明，此处压缩机机器(41)构造为开放式机器，其通过压缩机壳体(1)将蒸发器(7)和冷凝器(8)分开。因此，该压缩机机器不再具有侧面限制压缩机的侧向部件(所谓的“覆盖件”)，并且不再能够以自给自足的方式作为真空机器运行，而只能通过相应的壳体容器(28和29)与连接的蒸发器(7)和连接的冷凝器(8)结合。
此外，每个主轴-转子旋转单元(40和39)的驱动马达(2.3和3.3)位于压缩机入口侧(11)上，并直接悬置在蒸发器腔室(7)中，以最佳地冷却电驱动马达(2.3和3.3)，以用于根据本发明的“无限制”运行，实现该运行的方式是如果在运行期间性能要求提高(即高于额定负载)，则通过相应的制冷剂流K5吹扫这些驱动马达(2.3和3.3)的热量损失。优选地，通过温度传感器在马达绕组的区域中对驱动马达(2.3和3.3)进行监控，以便能够因此适配相应的制冷剂流体流量K5，使得驱动马达不受损坏，并且可以提供所需的性能。
此外，优选地具有其自身的冷却管盘管(6)的中间水套(5)是根据本发明的该热平衡管理系统的一部分，其用于R718排量压缩机系统，以便通过制冷剂流K1对压缩机壳体(1)进行选择性恒温控制的运行。虽然仍可以同时借助制冷剂流体流K2和K3(如9.2和9.3)对转子(2.2和3.2)进行选择性的内部冷却，但是调整了工作空间结构部件(即压缩机壳体和主轴-转子对)之间游隙的位置，并通过内部间隙泄漏来调节由于相应的结构部件的热膨胀行为而导致不同工作/工作点的容积效率(保存在控制单元中(15)以用于调节制冷剂流体的流量(9))，同时可靠地避免碰撞(碰撞是对游隙的破坏性消耗)。
为了同时实现最佳效率和可靠的避免碰撞的“无限制”运行，根据本发明的“最大”版本*°*的R718排量压缩机系统的热平衡管理包括经由控制单元(15)有选择地进行调节的以下制冷剂流体流(9)：
9.1经由冷却管盘管(6)流向中间水套(5)的制冷剂流体流(示为K1)
9.2经由蒸发器冷却孔(2.2)流向2t转子(2)的制冷剂流体流(示为K2)
9.3经由蒸发器冷却孔(3.2)流向3t转子(3)的制冷剂流体流(示为K3)
9.4经由离心盘(22)进行注射冷却的制冷剂流体流(示为K4)
9.5用于冷却每个驱动马达的制冷剂流体流(示为K5)
*°*这些应用属于“最大”版本，具有特别大的应用范围、即当所谓的“温度提升”(如tc与to之间的差)大于大约40开尔文时，其中，较小的机器(即额定速度下的排量流量低于5.000立方米/小时)此处不太敏感，即较高的“温度提升”得到了更平稳的管理。
该热平衡管理系统是至关重要的，具体是对于所谓的k0运行期间的工作空间结构部件，当压缩机以一定速度运行时，尽管在入口与出口之间产生了压差，但尚未输送或仅输送最小的容积流量，因此，压缩机仅应对其自身的(内部)泄漏，但是由于能量注入，因此将会变热，这由根据本发明的由控制单元(15)管理的热平衡管理系统可靠地避免了。
借助于实际上独立于外部条件的该热平衡管理系统，根据本发明实现了前述的“无限制”运行，这是因为压缩机机器(41)同时在冷凝器中以对应的温度达到几乎任何压力比，并因此达到几乎任何压力值，以便能够在几乎所有周围条件下吹扫热量。这就是所谓的“无限制”运行，这在现有技术中是不存在的。此处以ICE火车的空调系统故障为例，因为它们的空调系统无法应对较高的外部温度。对于根据本发明的解决方案，这不会再发生。
此外，根据本发明，优选地，在进气侧(11)上的每个主轴转子上都布置有离心盘(22)，以用于速度优化地引入注射制冷剂量K4，其中，制冷剂流体流K4在离心盘的优选的粗糙表面上的根据(23.1)或(23.2)的馈送确保了速度优化的制冷剂流体流K4雾，其以足够均匀的方式与气流混合。“速度优化”在此应理解为是指，液体制冷剂流体K4雾滴的速度矢量类似于主轴-转子表面运动，这由每个离心盘(22)来确保。因此，可靠地避免了由于速度的大的差异而对主轴-转子表面造成的严重冲击，并因此至少避免了令人不快的振颤噪声，直至避免了主轴-转子表面的损坏。
此外，在左轮廓齿面侧与右轮廓齿面侧之间沿纵向转子轴线方向z存在齿面偏移Δkvs(z)，使得根据本发明，在两齿主轴-转子的头弧处的头角be.2K(z)成为be.2K.em(z)分布，而在没有齿面偏移时，be.2K.stu(z)分布得出具有对应的齿高h(z)的μ.2(z)和μ.3(z)的选定分布。通过将be.2K.em(z)与be.2K.stu(z)之间的差表示为沿纵向转子轴方向结合螺距分布m(z)和齿高h分布(z)的Δ.be.2K(z)分布，显然be.2K.em(z)分布和Δ.be.2K(z)分布都以简化的方式构造为与螺距分布m(z)相反：
如果m(z)处于最大，则be.2K.em(z)分布以及Δ.be.2K(z)分布都处于最小。并且如果m(z)增大，则be.2K.em(z)分布以及Δ.be.2K(z)分布都会减小，而在入口区域处m(z)急剧减小的情况下，be.2K.em(z)分布以及Δ.be.2K(z)分布都会急剧增大。根据本发明的该特征以优选为±15％的精度有效，并且确保了在入口侧(11)上、即对于此处所选择的表示形式的较大z值的区域，在入口侧上的工作腔室的容积更大，以便因此能够抽吸更大的排量流。
为此，对于μ.3(z)，还提出了在压缩机机器41的入口区域中的0.6以上的值(例如，高出10％至15％)，使得抽吸量进一步增大。
此外，还提供了控制球(10)，用于根据特定应用场合、即具体地是在因R718排量压缩机系统运行期间工作点不同而导致冷凝器中的压力值不同的情况下选择性地适配内部压缩比。最初不考虑热力学影响的情况下，作为入口工作腔室容积与出口工作腔室容积的简单比率的内部容积比取决于构造的主轴-转子对的几何形状，这是在制造主轴-转子对时确定的。由于需要具有不同压力比(如出口压力p2除以入口压力p1)的各种运行点，控制球(10)确保避免了降低效率的过度压缩，其中，当在压缩期间在特定工作腔室中达到当前出口压力p2时，控制球由于压力差而升高，使得部分气流沿出口空间(12)的方向离开工作腔室，并因此到达冷凝器(8)。根据图2所示的示意图，这优选地沿转子轴线的纵向方向以及在出口端(12)的正面上发生。优选地是负载重量的控制球(10)通过特定工作腔室中当前压力与出口压力p2之间的压力差升高，并通过重力运动返回，其通过根据图8中的图示的角度示出，其中g表示重力方向。替代地，当然也可以对控制球实施简单的弹簧接合。
用于进行ΠiV调整以避免损害效率的过压缩和欠压缩的、图1和图4中的控制球(10)可以在出口控制盘(12)中的出口侧上以及在图2中沿转子轴线的纵向方向看到，并且在出口控制盘(12)的轴向俯视图中看到，并根据特定应用场合使所谓的内部容积比ΠiV适配于实际存在的具体的压力比。
此外，提出了在双齿主轴转子(2)上的中间支承件(17)，用于减轻重量，具体地在初始加速(以及减速)期间还作为较低的质量惯性矩，同时具有较高的抗弯刚度，该中间支承件例如由真空兼容的纤维复合材料、例如CFRP材料制成。
此外，通常将存在不同的应用场景，其中各种温度提升应用范围具有各种“容积曲线”(即，沿转子轴线的纵向方向在入口与出口之间的工作腔室容积的分布)作为各种应用特定要求，使得主轴-转子对设计具体地相对于节能运行模式方面也是有利和有用的。为了避免必须完全单独地构造每个压缩机机器，根据本发明，提出可以将各种主轴-转子配对插入图13所示的实际上相同的*°*°压缩机壳体中。这被称为“转子构造套件”，并且意味着对于各种应用场景，借助简单直接地更换主轴-转子对，就以最简单的方式实现对特定用户需求的最高效的适配。
*°*“实际上相同”应当理解为例如交叉角α(在图13中示出)保持相同，而转子长度以及可能还有沿转子轴线的纵向方向的直径分布可以变化，同时压缩机壳体套筒保持不变，通过不同的主轴-转子对实现简单快速的各种容积曲线是“转子构造套件”的核心功能。主轴转子的简单而灵活的制造(通常通过转动)是此处简单实现的重要特征。
主轴-转子对的内部容积比(即入口处的工作腔室容积除以出口处的工作腔室容积的简单商)被限制在iV范围内，优选地在2到最大20之间，其中，根据特定的应用场合，经由前述的控制球(10)实现利用其当前实际压力比对特定工作/运行点的适配。如果根据以下公式，有更大的温度提升ΔTh：
ΔTh＝tc-t0
其中对应地需要通常是暂时的更高的压力比，则在运行期间会发生所谓的负压(最后一个工作腔室的压力低于出口处的压力)，并且最后一个工作室以等速方式抵抗出口(12)的较高压力推出。为了抑制这种降低压缩机效率的过程，根据本发明提出，压缩机出口区域中的游隙值选择性地增加大约20％至至少50％的平均间隙，优选地简单地实现，其中，在转子轴线的纵向方向上的一个区域中，转子的外径沿转子轴线的纵向方向的面积制造成对应地较小，该面积对应于在出口侧上的沿转子轴线的纵向方向的工作腔室长度延伸部的0.3至2倍，其中，在正面出口板具有在控制边缘(27.S)上的轴承支承件(25)的情况下，这还通过使所述控制边缘(27.S)倾斜(在倾斜的意义上)来实现。
根据本发明，与在主轴-转子对处的内部容积比范围的同时限制、优选地限制到上述的iV范围的同时限制相结合的这些措施被称为
“出口间隙iV适配”。
优选地，此处在转子对上发生外转子直径/间隙适配，使得最初沿出口方向缓慢发展的这种直径适配增加到逐渐变大的值，使得平均间隙达到上述增加的平均值。由于出口侧上的压力脉动衰减，因此这种出口间隙iV适配具体地有助于减少噪音。
除此之外，对于带有相应主轴-转子对的R718排量压缩机系统(42)，提出优选地针对每个工作/运行点采用“PIRSA”程序：“PIRSA”代表“压力/内部比率/速度适配”。已知可以借助于不同的运行参数来实现各种工作/运行点(以下示例性地提及)。借助于“PIRSA”，经由控制单元(15)来调节运行参数，使得对于根据特定应用场合所需的具体工作/运行点，用于R718排量压缩机系统(42)的功率输入最小。
作为运行参数，这在以下方面尤其有效：
·具体地在注射量(9.4)方面对制冷剂流体流(9)的调节
·对于一定的抽吸能力，经由CU-FU(16)的主轴-转子速度的适配
·蒸发器(8)和冷凝器(9)中压力值的设定
此处，控制单元(15)具有自己的预装数据库，并且可以通过调节方式适配这些运行参数，其中，该过程是通过借助于根据特定应用场合的试错进行自学习，通过稍微修改单个值并通过系统的反应确定总体效率是否提高而进行的。由此，通过自我学习，数据库在每个运行点上不断扩展，并且系统在提高效率方面变得越来越智能。
关于每个轮廓侧面的齿面偏移ΔkVs(z)的简要解释：
对于每个旋转角位置
Figure BDA0002345285480000081
对应于每个主轴转子的传动比，有作为
Figure BDA0002345285480000082
函数的一个z位置，经由以下等式推导该z位置随后得出用于每个主轴转子的、所谓的螺距分布
Figure BDA0002345285480000083
其中，根据本发明，还通过索引s在左轮廓侧面与右轮廓侧面之间进行了区分：
Figure BDA0002345285480000084
由于左轮廓侧面与右轮廓侧面之间的区分很困难，并且通常导致对于每个转子的立体图以及其对螺距方向(即右旋或左旋)的依赖关系的混乱，因此根据本发明，根据图9以简化的方式在平面中经由头弧角be.2K(z)示出了根据本发明的齿面偏移，不过由于主轴转子的旋转轴不平行的缘故，这种类型的问题是三维的。
关于齿轮廓的简要解释：(简化为平面表示)
沿转子轴线的纵向方向的各种齿高h(z)(通常用z表示)是经由每个转子上的所谓μ值生成的，因为以下公式对于每个主轴转子的末端半径均有效：
在2t转子上：
Figure BDA0002345285480000091
在3t转子上：
Figure BDA0002345285480000092
因此，对于齿高h(z)，以下等式在纵向转子轴向方向z上有效：
Figure BDA0002345285480000093
优选地选择μ.2(z)和μ.3(z)的分布，使得例如相对于工作腔室容积以及所谓的“容积曲线”(即，工作腔室容积沿转子轴线的纵向方向的分布，其中，具体地这些工作腔室容积的变化是很重要的)来最大可能程度地满足特定应用场合的需求。以下适用于μ.3(z)：
Figure BDA0002345285480000094
对于
Figure BDA0002345285480000095
2t转子(2)和3t转子(3)的配对仍然没有气孔。
Figure BDA0002345285480000096
为了增加入口侧的工作腔室容积，对于一些应用场合而言，将μ.3(z)值增加到0.6以上会很有用。
Figure BDA0002345285480000097
尽管除了齿高h(z)之外，其余的基圆厚度也很重要，但μ.2(z)值可以自由选择，目的是根据以下条件实现每个主轴转子的临界弯曲速度：
Figure BDA0002345285480000101
利用
Figure BDA0002345285480000102
(简化)
具体地经由μ.2(z)和μ.3(z)的值以及转子长度和转子质量，旋转速度更快的2t转子(3)的临界弯曲速度是3t转子(3)的1.5倍。
鉴于上述几点，借助本发明实现了上述目的：
R718排量压缩机系统(42)中的工作空间结构部件、即壳体(1)和主轴-转子对(2和3)的热平衡得到管理和调节，使得系统在任何时间、任何条件下同时智能地满足以下目标：
(1)游隙消耗的安全避免(所谓的由于工作空间结构部件的接触造成的“碰撞”)，这是由于对于不同的工作/运行点，利用控制单元(15)中保存的工作空间结构部件在每个运行/工作点的不同温度水平下的膨胀特性，借助于对热量平衡的智能管理，工作空间结构部件的各种热膨胀来根据测得的参考温度值工作。
(2)通过遵守间隙范围、优选地在±25％的范围内来使内部间隙的泄漏最小化，其中，较低的值是从避免间隙消耗和安全裕度得出的，并且在0.05到0.1mm的范围内，其中对于轴距范围为大约100mm至大约500mm的机器尺寸，对应的旋转精度优选地小于0.02mm(在此之下，值对应地较小；在此之上，则较大)
(3)借助于所述的吹扫气体系统(30和31)对敏感的结构部件进行保护，具体地是转子支架(尤其是出口侧)和两个驱动马达
(4)就R718排量压缩机系统以自主方式适配最多样化的条件的意义而言，独立于外部应用条件的最大程度*°*。*°*达到最大可能程度，使得对使用条件几乎没有限制。
(5)经由控制单元(15)、具体地是对制冷剂流体流的以及根据PIRSA进行的智能管理，使得R718排量压缩机系统在每个工作点的能量需求分别最低，即，工作效率最高并且同时实现上述目的。
在智能方面，根据本发明实现这些目的的必要能力在于控制单元(15)。必须根据本发明来构造其设计以及其运行，使得始终可靠地实现引言中提及的目的。
为了达到这些目的，可以使用以下调节变量：
K1.壳体热平衡管理
K2.2t主轴-转子热平衡管理
K3.3t主轴-转子热平衡管理
K4.在压缩期间进行的用于蒸发冷却的注射
K5.马达的冷却
借助于结合控制单元(15)的FU-CU(16)，经由FU(2.4和3.4)通过马达对/主轴转子的电子同步进行速度适配。
CET代表压缩机端部温度＝即压缩机出气口的温度
注射冷却K4在压缩期间执行冷却的主要部分，而工作空间结构部件的冷却由控制单元(15)增加，以具体地补偿每个工作空间结构部件的各种热膨胀和/或通过将其保存在控制单元(15)的算法中来保护敏感的结构部件(具体地是转子支架和驱动马达)。
在排量压缩机之前的具有(较低的)压力p1和温度t0的蒸发器(7)
排量压缩机之后的具有较高的压力p2和温度tc的冷凝器(8)，该冷凝器将制冷剂R-718从p1压缩到p2，其中，制冷剂R-718的温度从t0升高到tc。
基本解释：
冷却水“Kü”通常从冷凝器(8)中吹扫热量Q出(Qab)，而热量Q离开(Qent)通过排量压缩机系统从蒸发器(7)中的冷却水“Ka”中离开。
此处被称为制冷剂(缩写为“K”)的是水，所述水作为制冷剂流体流从蒸发器(7)分流，在制冷剂分离器(26)中由控制单元(15)调节，以分离成主流HS和各个制冷剂流体K1、K2、K3、K4和K5以用于实现上述目的。
(1)根据本发明，根据以下具体应用，通过控制单元(15)经由中间水套(5)将用于压缩机壳体(1)的热平衡选择性地设定为所谓的“壳体热平衡管理”：
a)当控制单元(15)根据实际存在的温度值(具体地是“Kü”)与存储在控制单元中的(15)数据库中的温度值进行比较时，经由中间水套(5)中的外部冷却水“Kü”进行冷却，根据特定应用场合的可用冷却水温度有利于(在大多数情况下足够低)壳体热平衡，以便在压缩机壳体(1)与主轴-转子对(2)之间建立游隙设定，该游隙设定首先可靠地避免(作为游隙消耗的)碰撞，其次相对于内部间隙泄漏确保最优压缩效率，具体而言：用于避免碰撞的间隙值在0.03至0.05mm的范围内，增加了大约30％至50％的安全裕度(例如由于旋转偏差)，使得产生了下间隙值，该下间隙值表示为ΔSp.u。上间隙值ΔSp.o优选地不应大于ΔSp.u超过2倍的因数。
借助于工作空间结构部件(即，基本上是壳体和转子对)的各种热膨胀行为，现在，所谓的热平衡管理系统不得不经由控制单元(15)调节的制冷剂流体流(9)来维持特定应用场合中ΔSp.u与ΔSp.o之间的实际间隙值。
b)如果根据特定应用场合可获得的冷却水温度不利于壳体热平衡(在大多数情况下，温度过高)，则控制单元(15)经由制冷剂流体流9.1(示为K1)、例如借助于具体地在出口区域的简单的冷却管盘管(6)和调节机构(26)来确保吹扫中间水套(5)中上升的热量，其中，作为中间介质载体以及对温度差过高的补偿，根据中间水套中的对流，上升沿纵向转子轴线方向的延伸部。
(2)在运行期间通过内部冷却不受限制，独立于外部条件并且自我调节、即在5℃的环境条件以及60℃的条件下＝不再需要显示极限值＝冷凝器温度自动升高，内部冷却自动适配，即不再有关于最高允许冷却水温度的要求＝根据本发明，现在一切都可行
(3)具体地，由于适配性的强冷却，电动马达几乎可以随意过载
(4)压缩机壳体(1)上的中间水套(5)，其中绝缘套(20)朝向冷凝器(8)
(5)压缩机具有开放式入口(11)和出口(12)，不再有任何侧向的壳体端部部件(“覆盖件”)，它不再是传统的自给式压缩机，而是开放式机器
(6)冷却机构由作为所谓的“工作空间结构部件热管理系统”控制单元转移和分配的：
HS是实现蒸发器中的热量吸收与冷凝器中的热量释放之间的基本目标的主要流程
K1压缩机壳体的冷却，优选地作为经由中间水套的蒸发器冷却(中间水套只有这么多，使得通过最小化的转子冷却K2和K3产生的间隙值保持在选定的范围内，例如，优选地在±25％以内)
K2两齿主轴转子的结构部件冷却→最小化(！)，主要用于保护轴承
K3三齿主轴转子的结构部件冷却→最小化(！)，主要用于保护轴承
K4通过制冷剂注射进行冷却→首当其冲成为最重要的变量，即>80％
K5对每个驱动马达的冷却→仅用于维护运行(通过马达热敏元件进行监视和管理，优选地在马达线圈中进行监视和管理)
(7)结构部件冷却K1和K2和K3的实施有两个主要要求：
→游隙设定的指令，以便能够补偿各种热膨胀，其中，游隙值优选地应保持在大约±25％之内。
→以可靠且持续的方式对k0运行的指令以及最小排量流量
→对于关键的结构部件、具体是出口侧的轴承的过高温度的避免
(8)在压缩期间借助于蒸发将注射K4作为主要冷却机制
Figure BDA0002345285480000131
目的：细雾作为最大可能表面的，用于在压缩期间作为热传递进行高效蒸发
Figure BDA0002345285480000132
离心盘具有粗糙的表面和终端倾斜度，以避免小流，并尽可能均匀地分布
Figure BDA0002345285480000133
离心盘具有外槽，如果合适的话还具有径向引流孔，以减少打滑
Figure BDA0002345285480000134
经由双管或经由用于抽吸轴承支架的支承臂馈送至离心盘，或者如果适用，则作为底部的引流孔馈送
Figure BDA0002345285480000135
经由入口底部的孔而不是离心盘进行注射(不太可能)
Figure BDA0002345285480000136
使用注射作为实际内部压缩的调节：蒸发的液体导致工作腔室中的容积急剧增大，压力相应地增大
(9)主轴-转子轴线之间的距离，在入口(11)处优选地比在出口(12)处至少大10％
(10)内部容积比ΠiV经由真空兼容的控制球(10)适配，这些控制球优选地负载重量并通过气压差推开，也可以在重力作用下返回到(优选地是弹性体)斜面(10.R)，当Δρ再次下降时，斜面的角度倾斜为γR，并且斜面构造成
·在转子长度上(图2中示意性表示)
·以及在端板(12)上作为控制盘(在图1中示意性表示)
(11)出口端板，通过剥离盘来作为控制盘(12)，用于对每个主轴转子的转子端部与端板之间的正面间隙进行理想的间隙调整
(12)通过调整冷凝器和蒸发器处各自的压力值，同时进行容积流量的适配，可以根据特定的应用，大大降低iV适配的工作量(例如通过控制球)，使得这两个压力值的比率对应于压缩机的内部容积比率iV，因此根据PIRSA＝压力/内部比率/速度适配，将过压缩或欠压缩保持在可以避免的可接受范围内
(13)螺距分布，经由齿面偏移Δkvs(z)在左齿面与右齿面之间变化，以使每个端部区段、具体是抽吸区域的横截面面积最大化：由于构造为右旋的2t主轴转子中的右齿面具有相对于左齿面的分布，该分布示例性地表示，因此减小了2t主轴转子的齿宽，以便使抽吸区域中的横截面工作腔铲表面区域最大化，根据本发明，这称为侧面相对于彼此偏移的齿面偏移
(14)主轴转子的圆柱形内部冷却可以限制在最后一个区域，即不超过整个转子长度(其中在入口处的底壁厚度对应地增加)
(15)由于实现了所有冷却机制，因此代表了最高版本(可以说是“梅赛德斯”)，也可以通过优选地/例如省略结构部件的冷却并仅通过注射冷却来在压缩期间调节温度来简化版本(可以说是“大众”)，即：上述目的可以仅以有限的方式实现，因为这对于若干种应用场合是足够的。
(16)在入口侧的驱动马达(考虑到结构空间以及具有过载选项的温度保护)
(17)K0速度测量(作为确定变化的自我诊断，例如沉积物的形成等)
(18)两齿主轴转子上的CFRP中间支承件(17)用于减轻重量、具体地是在以较高的抗弯刚度启动(加速)时的质量惯性矩
(19)借助于每个转子支架的旁通孔经由中间空间进行吹扫的构造
(20)蒸发器中的周向溢流槽以及对于根据图14的运行模式在最深点处的引流口作为带有立管(19)的封闭回路的替代方案
(21)混合水龙头和混合区段作为选择性温度调节的选项
(22)优选地使用二氧化碳级联系统以降低温度
图1示意性地示出了根据本发明的具有立式构造的R718排量压缩机系统(42)的纵向截面的图示。压缩机机器(41)将压力较低的压力p1＝p0和温度t0的蒸发器(7)与冷凝器(8)的较高压力p2＝pc和温度tc的蒸发器分开，每个蒸发器(7)具有周围的、维持真空的壳体容器(28和29)，优选地是圆柱形的，并根据图5固定在压缩机壳体的延伸部(1.P)上。在所示的R718排量压缩机系统(42)中未示出用于确保负压的常规真空泵，但是当优选地通过图3中所示的保护气体排放口(31)进行吹扫时，该真空泵是众所周知的并且根据图4实施的。
为了更详细地说明，图3示出了该图所示的具有蒸发器(7)的入口区域的放大图，图4示出了具有冷凝器(8)的出口区域的放大图。转子头与壳体之间的重要间隙值借助于入口侧的剥离盘(18)经由主轴-转子单元(根据图13的39和40)沿转子的纵向轴线方向来调节。同样，主轴转子到出口控制盘(12)的端面间隙值经由剥离盘(18)进行调节。
图2：作为与图1相关的示意性剖视图，该附图朝向出口(12)看，大约在转子纵向轴线的一半处垂直于壳体容器(28)的轴线，作为R718排量压缩机系统的圆柱形冷却系统横截面，该系统沿纵向转子轴线方向具有控制球(10)(控制球相应地以截面和阴影显示)，并且作为出口控制盘(12)的俯视图，出口控制盘仅作为圆形控制球开口，它们又在图1中在出口(12)处以截面和阴影显示。此外，在出口控制盘(12)上可以清楚地看到具有控制边缘(27.S)的端部出口开口(27)。
图3：作为图1所示的抽吸区域的示意图，其中示出了相应的制冷剂流体流K1和K2和K3和K4和K5与作为回路介质R718的主流的HS，以实现热量的传递的核心目标。除了制冷剂流体流馈送的不同可能性外，同时还显示了各种构造(实际上是单独实现)，用于通过使制冷剂R-718流动，例如，经由在足够大的表面上的溢流槽(37)流到排水口(37.a)或经由单独的热交换器表面(38)、例如作为在壳体(29)底部的嵌入式热交换器管道系统(38)，来用于在蒸发器(7)中进行传热，以便确保来自蒸发过程的热传递Qent。此处为了使不期望的热传递最小化，例如经由绝缘层(图3中的左侧)或例如抽空的中间空间(图3中的右侧)表示了不同的绝缘方法(29.i)。
图4：作为图1所示出口区域的示意图，经由带有冷却管盘管(6)的中间水套(5)表示了壳体冷却系统，此外还有出口控制盘(12)中的控制球(10)和用于每次经由缓冲空间(13)通过为排量压缩机系统中的所需负压产生抽吸的上述真空泵来进行保护气体馈送(30)和排放(31)的吹扫气体设备，此外示意性地具有用于分离制冷剂流体流K1＝1、K2＝2、K3＝3、K4＝4和K5＝5(标记为“KM-TS.Δ”)以及作为回路介质R718主流(作为“KM-HS”)的HS＝0的调节机构(26)，所述间隔由控制单元(15)根据特定应用场合进行调节。
图5：作为朝向压缩机壳体(1)的示意性3D示图，壳体经由优选地为圆柱形的分隔板(1.P)在蒸发器空间与冷凝器空间之间进行分隔，此外，每个轴承支承件(25)优选地具有三个附连的轴承支承臂(24)。在该图示中，“开放式”压缩机的原理变得清晰，因为仅两个主轴-转子旋转单元(39和40)安装在壳体中，并且压缩机机器(41)实际上是完整的，没有特定的侧面关闭部件(因此，是“开放式”压缩机)
图6：示意性地示出了通过使制冷剂经由图1所示的压缩机入口区域(11)中的经由轴承支承臂(24)向离心盘(22)注射的制冷剂K4的馈送(23.1)，通过使制冷剂流体流K4例如经由小管到达离心盘(22)的上侧，在那里K4借助于离心力均匀分布，然后以相对于主轴转子的最优速度曲线在入口(11)使气流进入。
图7：作为离心盘(22)的示意性表示，离心盘优选地具有粗糙的粗略表面，以减少滑移和更好地分配制冷剂流体流量K4，其中，直径
Figure BDA0002345285480000172
以及高度h和角度γs基本上影响来自离心盘的制冷剂流体流K4的注射，并且将根据特定应用场合进行构造。
图8：作为控制球(10)的示意性表示，控制球用于使内部容积比适配具有对应压力差的各种温度提升，通过相对于重力方向g的角度γA和γR在斜面(10.R)上滚动，同时优选地借助于特定工作腔室压力与出口压力之间的控制球处的压力差Δp来承受重力，此处不一定需要特殊材料，并且当压差减小时，控制球通过重力自动回滚。
图9：主轴-转子轮廓配对的示意性表示，其中，在平面中以简化的方式示出了实际上由于不平行的旋转轴线而为三维的问题。作为主轴-转子对的端部的截面，示出了顶弧角be.2K(z)，这产生了齿侧面偏移Δkvs(z)，作为每个齿的左右轮廓侧面的不同的
Figure BDA0002345285480000173
分布，以及对于每个主轴转子，经由转子头圆具有特定的μ值，转子轴之间的距离具有(z)分布。
图10：在确定转子轮廓配对时，显示了以下功能分布，例如在转子轮廓长度为L＝376mm时转子的旋转轴之间的交叉角α＝15°，通过相对于纵向转子轴线方向z上的螺距分布m(z)的Δbe.2K(z)分布描绘了齿面偏移Δkvs(z)，其中，始终将z轴作为横坐标，即值范围：0≤z≤L。此处出口(12)位于z＝0，入口(11)位于z＝L
图10.1：[值仅为示意性的]
范围为0°≤φ≤1320°的旋转角扩展参数φ与z位置的z(φ)函数之间的相关性经由已知等式得出螺距分布m(φ)：
Figure BDA0002345285480000171
在转子的纵向轴线方向上进行应用，然后得到代表的螺距分布m(z)，它从z＝0mm开始为28mm，然后迅速增加到入口(11)之前的最大范围，在z＝L处螺距迅速下降到78mm。
图10.2：[值仅为示意性的]
沿纵向转子轴线方向的齿高H(z)经由啮合的主轴-转子头根据交叉角得出每个轴分离距离值A(z)，其中，转子头半径值然后经由以下等式的相应μ值得出：
Figure BDA0002345285480000181
和
Figure BDA0002345285480000182
和
Figure BDA0002345285480000183
此处图10.2所示的μ值通向图1所示的圆柱形转子支架，以便使蒸发器能够在每个主轴转子处冷却，特别是在k0运行期间。
图10.3：[值仅为示意性的]
作为图10.2的延续，与两齿主轴转子上的头部弧角be.2K(z)所示的μ值相关的两个构造表示为：
·在左轮廓侧面与右轮廓侧面之间没有齿面偏移的情况下，对于头弧角会产生点划线的be.2K.stu(z)分布，该分布从z＝0处的65°持续下降到z＝L处的53°。
·根据本发明的be.2K.em(z)分布从z＝0开始，例如也在65°处开始，然后呈现出非常不同的分布，因为在入口侧的转子长度的最后三分之一处存在最小值，然后在z＝L处迅速增加到70°。
图10.4：[值仅为示意性的]
作为图10.3的延续，作为μ分布的替代，现在描绘了根据图10.1的节距m(z)，并且be.2K.em(z)与m(z)之间的相反分布清晰可见
图10.5：[值仅为示意性的]
作为对图10.3和10.4的补充，还结合螺距分布m(z)描绘了be.2K.em(z)和be.2K.stu(z)之间的、作为Δ.be.2K(z)分布的差异，使得根据本发明的关于在左轮廓侧面与右轮廓侧面之间的齿面偏移Δkvs(z)的思想变得清楚。
图11：作为示意图，转子结构套件的三个不同的主轴-转子对如图11.1、图11.2和图11.3所示，主轴-转子对相对于它们的外部/连接几何形状与同一压缩机壳体(1)相匹配，并且至少与同一壳体套筒相匹配，其中以下描述适用：
图11.1示意性地示出了具有高抽吸能力的主轴-转子对，该主轴-转子对具有适度数量的层，用于其中重要的压缩能力较小，而容积流量较高的应用场合。
图11.2示意性地示出了具有中等抽吸能力的主轴-转子对，该主轴-转子对具有中间数量的层，用于没有明显优先顺序、即更多的一般定向的应用场合。
图11.3示意性地示出了具有低抽吸能力的主轴-转子对，该主轴-转子对具有很高数量的层，以用于高压缩能力比体积流量重要的应用场合。
图12.1：出口控制盘(12)的替代设计的示意图，其中通过将出口控制盘与枢转轴承(12.g)一起以及两齿主轴转子端部处的排出狭槽(12.s)构造成可旋转(12.S)，可以省略控制球(10)。
图12.2：旋转式出口控制盘(12.d)的构造的示意图，该具有控制盘出口狭槽(12.s)以及侧向出口槽口(12.k)，使得在调整最小内部压缩比后，最后向外推的工作腔室不会再次关闭。这些槽口是必需的，因为排出狭槽(12.s)不能占据过多的圆形，否则使内部压缩增加的因素会缓慢下降。设定最大内部压缩比后，出口槽口(12.k)位于在没有出口控制盘(12.d)的情况下打开的腔室上方。然后，出口槽口(12.k)被出口板和压缩机壳体(1)侧向封闭，该出口板关闭3t主轴转子。在最后一个工作腔室完全排空之前不久，将压缩机壳体(1)被侧向移除，并打开3t主轴转子。
图13：图中示意性地示出了完成且完全平衡的主轴-转子旋转单元(39和40)，无需经由剥离盘(18)的进一步干预，就可以在不进行任何改变的情况下将其插入到压缩机壳体(1)中，即可进行精确的间隙调节，因此形成开放式压缩机机器(41)。
图14：示意性地示出了三种运行模式，用于在不同的冷却水(“ü”)和冷冻水(“a”)温度水平下运行R718排量压缩机系统，这些模式通过控制单元(15)根据特定的应用场合，借助于PIRSA、即“压力/内部比率/速度调整”最优地设定，如上所述。
诸如基本上、优选等以及可能表示不精确的含义的术语应理解为可以从标准值偏差正/负5％、优选地正/负2％、尤其是正/负1％。申请人保留以任何方式将权利要求书和/或说明书中的任何特征和任何子特征以及部分特征与独立权利要求书特征以外的其它特征、子特征或部分特征相结合的权利。
在不同的附图中，在功能上等效的部分始终使用相同的参考标记，因此这些部分通常只描述一次。
在具有压缩机机器(41)、蒸发器(35)和冷凝器(36)的制冷剂R718的排量系统中，开放式压缩机机器(41)构造为双轴旋转式排量机器形式的主轴-转子压缩机，用于输送和压缩气态介质。它具有主轴-转子对(2和3)，该对主轴-转子对(2和3)布置在压缩机壳体(1)中，并构造有马达对/主轴转子的电子同步。压缩机41布置在蒸发器35与冷凝器36之间。
诸如基本上、优选等以及可能表示不精确的含义的术语应理解为可以与标准值的偏差为正/负5％、优选地正/负2％、尤其是正/负1％。申请人保留以任何方式将权利要求书和/或说明书中的任何特征和任何子特征以及部分特征与独立权利要求书特征以外的其他特征、子特征或部分特征相结合的权利。
在不同的附图中，在功能上等效的部分始终使用相同的参考标记，因此这些部分通常只描述一次。
附图标记列表：
1.压缩机壳体，该压缩机壳体优选地具有蒸发器(7)和冷凝器(8)之间的
Figure BDA0002345285480000201
隔板(1.P)，主轴-转子接纳孔之间的距离在入口侧比在出口侧至少大15％，其中，这些孔轴线优选地构造成相交(即，具有垂直性)或交叉(即，倾斜)。
2.主轴转子，该主轴转子优选地具有两齿气体排放外螺纹，简称为“2t转子”，其优选地具有良好导热性(优选地超过150W/m/K)的铝合金组成，经由支撑点旋转地固定在钢轴(2.1)上，钢轴具有向内定向的圆柱形蒸发器冷却孔(2.2)，并在进口侧由自己的驱动马达(2.3)直接驱动，该驱动马达通过自己的称为“FU.2”的变频器(2.4)控制，并且经由电子马达对/主轴-转子同步而通过作为“FU-CU”(16)的FU控制单元进行控制
3.主轴转子，该主轴转子优选地具有三齿气体排放外螺纹，简称为“3t转子”，其优选地具有良好导热性(优选地超过150W/m/K)的铝合金组成，经由支撑点旋转地固定在钢轴(3.1)上，钢轴具有向内定向的圆柱形蒸发器冷却孔(3.2)，并在进口侧由自己的驱动马达(3.3)直接驱动，该驱动马达通过自己的称为“FU.3”的变频器(3.4)控制，并且经由电子马达对/主轴-转子同步而通过作为“FU-CU”(16)的FU控制单元进行控制
4.用于每个主轴的转子支架，该转子支架安装在两端，优选地在入口侧构造为轴向和径向力的固定轴承(4.1)，在出口侧构造为浮动轴承(4.2)，该浮动轴承优选地以缓冲方式接合
5.中间水套，该中间水套用于调节压缩机壳体(1)的热平衡，具有朝向周围冷凝器(8)的外部隔热材料(20)
6.中间水套中的冷却管盘管，该冷却管盘管优选地引导成更靠近出口侧并朝向蒸发器(7)
7.在压缩机机器(41)之前的具有(较低)压力p1-p0和温度t0的蒸发器
8.在压缩机机器(41)之后的具有(较高)压力p2＝pc和温度tc的冷凝器，该冷凝器将制冷剂R-718从p1压缩到p2，其中，制冷剂R-718的温度基本从t0升高到tc。
9.相应的制冷剂流体流，由控制单元(15)调节，用于对工作空间结构部件、即壳体和转子对的热平衡以及如下所述的压缩过程进行全面管理：
9.1经由冷却管盘管(6)流向中间水套(5)的制冷剂流体流(示为K1)
9.2经由蒸发器冷却孔(2.2)流向2t转子(2)的制冷剂流体流(示为K2)
9.3经由蒸发器冷却孔(3.2)流向3t转子(3)的制冷剂流体流(示为K3)
9.4经由离心盘(22)进行注射冷却的制冷剂流体流(示为K4)
9.5用于冷却每个驱动马达的制冷剂流体流(示为K5)
9.6用于实现热交换的核心目标(例如，作为热泵或在制冷技术过程中)的回路介质R718主流表示为HS。
10.真空兼容的控制球，用于适配各个工作点的内部容积比ΠiV，以根据期望的应用领域，避免沿纵向转子轴线方向以及每个控制盘(12)上降低效率的过压缩或欠压缩，控制盘具有坡道(10.R)，根据图8，该坡道相对于重力方向“g”倾斜角度γR，
11.进气口，该进气口作为气体压力为p0的介质的开放收集空间(为简化起见，暂时忽略管路中的压力损失)
12.出气口，该出气口作为每个主轴转子的控制盘，在压力pc下具有用于介质的限定的出口(为简化起见，暂时忽略管路中的压力损失)
13.每个工作空间轴通道的中性收集/缓冲空间，该空间具有相对于系统压力降低的气压，优选地例如借助于负压/真空泵，作为“吹扫-吸入腔室”，以便在必要时能够对转子轴承进行吹扫，即用惰性气体保护，其中，惰性气体从外部馈送至每个轴承位置，然后经由旁通孔通过这些轴承，并再次在该收集/缓冲空间处被抽吸走。
14.同步传动装置，该装置作为机械后备保护装置，例如在根据发电机运行而断电的情况下用于马达对/主轴转子的电子同步
15.作为控制和调节单元的控制单元CU，该控制单元对特定的电流测量值进行评估，并在调节信号的基础上输出，用于主轴压缩机的智能运行，其具有优选地存储在CU存储器中的链接和数据，并且根据先前的模拟、验证和连续经验，不断学习接收到的各个测量值与间隙值之间的依存关系，
控制单元连接于FU-CU(24)，并在用户侧连接于其应用系统和工业控制系统的过程控制技术，在某种意义上是“工业4.0”
16.用于两个变频器FU.2(2.4)和FU.3(3.4)的FU控制单元，标记为“FU-CU”，其中，FU-CU利用控制单元(15)与主轴压缩机直接交换有关主轴压缩机运行的数据。
17.中间支承件，该中间支承件在具有最小厚度(小于2.5g/cm3)但具有高抗弯刚度的两齿主轴转子(2)上，优选地作为纤维复合材料，例如是CFRP真空兼容的
18.距离/间隔盘，该盘优选地构造为所谓的“剥离盘”，用于将每个主轴转子沿转子轴线的纵向方向单独地固定，以便将间隙值选择性地调整为2t转子上的Δ2.1值(2)以及3t转子(3)上的Δ3.1值
19.封闭内部回路中的减压机构，该减压机构例如通过利用水塔中的海拔高度差，即使用重力来降低压力
20.用于中间水套(5)的隔热材料
21.用于控制球的成角度搁架
22.离心盘(优选地具有粗糙/粗略表面)，用于根据作为注射冷却的K4将制冷剂流体流馈送入并精细分配到压缩机的抽吸区域(11)中
23.制冷剂流体流K4向离心盘(22)的馈送，其中，该馈送可以根据自己的意愿构造为：
23.1经由轴承支承件(25)的悬臂(24)馈送制冷剂流体流K4
23.2经由每个转子支承轴(2.1和3.1)的中心孔馈送制冷剂流体流K4
24.轴承支承件的悬臂，每个轴承支承件(25)优选地有3个悬臂
25.轴承支承件，该轴承支承件用于容纳转子轴承(4)，同时在出口侧进行正面腔室定界
26.由控制单元(15)管理的用于分离制冷剂流体流(9)的调节机构
27.在控制球(10)之后、的对于每个转子具有控制边缘(27.S)的端部出口开口，其值为根据特定应用场合预先确定的与内部容积比ΠiV有关的值
28.真空兼容的冷凝器壳体容器，该壳体容器位于外壳
Figure BDA0002345285480000231
隔板(1.P)上，附连在水平位置中并密封；在垂直运行的情况下，冷凝器壳体容器是直立的
29.与真空兼容的蒸发器壳体容器，该壳体容器优选地用绝缘材料(29.i，示出为交叉阴影线或中间真空空间)附连在壳体
Figure BDA0002345285480000232
隔板(1.P)上，以确保有效的Qent热平衡；在垂直运行的情况下，蒸发器壳体容器位于底部
30.用于保护轴承(4)以及如果适用、还有驱动单元的保护气体馈送(所谓的“吹扫”)，使得所述使要保护的区域的压力要比当前的R718-水蒸气环境稍高(几毫巴的压差，例如3至10毫巴就足够)；作为惰性/保护气体，普通空气在大多数应用中就足够了，尽管例如也可以选择氮气
31.经由单独的真空旋转泵产生的保护气体排放，优选地还确保真空系统的压力。利用这种保护气体排放系统，一定的R718水蒸气分流也经由工作空间轴封被抽吸走，使得必须将R718的损失作为水重新注入系统。作为减少R718水蒸气损失分流的密封件，应当例如经由刷式密封来增加工作空间轴封的流阻
32.轴承旁通孔，用于避免气体流过支架(4)
33.用于每个主轴转子的转子内部冷却的制冷剂流体流馈送，作为：
33.1在每个主轴-转子支承轴的中心孔中的馈送管
33.2经由馈送管(33.1)的制冷剂流体流K2的馈送，用于冷却2t转子的内部
33.3经由馈送管(33.1)的制冷剂流体流K3的馈送，用于冷却3t转子的内部
34.中心支承轴孔中的保持衬套，以止挡制冷剂流体流出
35.根据图1的根据本发明的冷凝器的符号
36.热交换器
36.ü冷却水侧的热交换器
36.a冷冻水侧的热交换器
37.蒸发器中的周向溢流槽，用于在根据图13运行的情况下通过排水口(37.a)供应蒸发水，其中，该排出的水随后成为制冷剂流体流(9)
38.位于热交换器(7)内侧的用于热传递Qent的热交换器(例如管道系统)
39.用于三齿主轴-转子系统的主轴-转子旋转单元
40.用于两齿主轴-转子系统的主轴-转子旋转单元
41.(完整的)作为开放式双轴旋转排量机的压缩机机器
42.(完整的)R718排量压缩机系统

Claims (11)

1.R718排量压缩机系统，所述R718排量压缩机系统具有压缩机机器(41)、蒸发器(35)和冷凝器(36)，其中，开放式的压缩机机器(41)构造为用于气态介质的输送和压缩的双轴旋转式排量机器形式的主轴压缩机，包括在压缩机壳体(1)中的、具有马达对/主轴转子的电子同步的主轴-转子对(2和3)，并布置在所述蒸发器(35)与所述冷凝器(36)之间。
2.如权利要求1所述的R718排量压缩系统，其特征在于，所述主轴压缩机针对每个所述主轴转子(2、3)分别包括一个，其中，两个驱动马达(2.3和3.3)布置在所述主轴压缩机的进气口(11)的一侧，并且所述驱动马达的整个周缘突出到所述蒸发器(7)的空间中，这优选地用于根据其负载具体地经由制冷剂流体流K5(9.5)充分地排出热功率损失。
3.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，所述系统还包括经由保护气体供给馈送(30)和保护气体排出(31)的吹扫系统，借助所述吹扫系统能够保护敏感的结构部件，比如转子轴承和驱动单元。
4.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，所述系统还包括离心盘(22)，优选地，在所述每个主轴转子(2和3)上设置有离心盘(22)，所述离心盘在所述进气口侧(11)上将注射冷却量K4(9.4)引入到所述气流中。
5.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，所述两个主轴转子(2和3)具有排量轮廓侧面，所述排量轮廓侧面构造成在左轮廓侧面与右轮廓侧面之间具有齿面偏移Δkvs(z)，其中，优选地，通过相对于纵向转子轴线方向z上的螺距分布m(z)的Δ.be.2K(z)分布来表示和产生所述齿面偏移。
6.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，所述系统还包括控制球(10)，所述控制球(10)优选地根据特定应用场合对内部压缩比进行选定的适配。
7.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，所述双齿主轴转子(2)设有中间支承件(17)，借助于所述中间支承件减轻重量，具体地在初始加速(以及减速)期间还作为较低的质量惯性矩，同时实现较高的抗弯刚度，所述中间支承件例如由真空相容的纤维复合材料、例如CFRP材料制成。
8.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，提供至少一个制冷剂流体馈送(9.2和9.3)，其中，所述每个主轴转子具有圆柱形的蒸发器冷却孔(6)，所述蒸发器冷却孔(6)连接于所述制冷剂流体馈送(9.2和9.3)。
9.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，每个驱动器具有中空轴，其中，到每个所述驱动器的所述圆柱形蒸发器冷却孔(6)的所述制冷剂流体馈送(9.2和9.3)通过所述中空轴发生，并且其中，优选地，所述轴承(10)是永久构造的，具体是永久润滑的混合轴承、全陶瓷轴承或磁轴承。
10.如前述权利要求中任一项所述的R718排量压缩机系统，其特征在于，所述系统具有出口间隙iV适配，借助于所述适配来抑制欠压缩。
11.一种在根据前述权利要求中的任一项所述的R718容积式压缩机系统中的主轴压缩机，其特征在于，所述主轴压缩机具有控制单元(15)，所述控制单元(15)借助于运行参数的控制，借助于控制单元(15)来在每个工作/运行点中优化所述R718排量压缩机系统(42)的效率。
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