CZ2023185A3 - Kompresor a zařízení chladicího cyklu - Google Patents

Abstract

Kompresor (100) má vzduchotěsnou nádobu (3); válec (13) uspořádaný ve vzduchotěsné nádobě (3), v němž je uspořádaná kompresní komora (30), v níž je stlačováno chladivo; ložisko (14) hřídele uspořádané ve vzduchotěsné nádobě (3), ve kterém je uspořádán výtlačný vývod (45), jímž se vytlačuje chladivo stlačené v kompresní komoře (30); a výtlačný mechanismus (40), který má vodicí víčko (46), jež je uspořádané na ložisku (14) hřídele a má válcovitou část (46b), v níž je otevřena vodicí dutina (42), těleso (41) ventilu uspořádané ve vodicí dutině (42) a spojovací díl, který je uspořádaný ve vodicí dutině (42) a jímž jsou vodicí víčko (46) a těleso (41) ventilu vzájemně spojeny, a je nakonfigurovaný tak, aby otevíral a zavíral výtlačný vývod (45), když se těleso (41) ventilu pohybuje ve vodicí dutině (42), kde, když je vnitřní průměr válcovité části (46b) ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso (41) ventilu pohybuje ve vodicí dutině (42), definován jako (ar), nejzevnější průměr tělesa (41) ventilu ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso (41) ventilu pohybuje ve vodicí dutině (42), je definován jako (br) a vůle mezi vnitřním průměrem (ar) válcovité části (46b) a nejzevnějším průměrem (br) tělesa (41) ventilu je definována jako (Δc), jsou splněny níže uvedené vztahy: Δc = ar – br, a 1/1000 ≤ Δc/br ≤ 1/100.

Description

Kompresor a zařízení chladicího cyklu

Oblast techniky

[0001] Předkládaný vynález se týká kompresoru, který má výtlačný mechanismus, jímž je vytlačováno chladivo, a zařízení chladicího cyklu.

Dosavadní stav techniky

[0002] Patentový dokument 1: Japonská patentová přihláška, bez průzkumu, publikace č. JP H08319973 A.

[0003] Je známý kompresor, v němž je těleso ventilu umístěno ve výtlačném vývodu, když je výtlačný vývod uzavřený, a těleso ventilu se vratně pohybuje za pomoci pružiny, aby se zmenšil mrtvý objem. Viz například patentový dokument 1.

Podstata vynálezu

[0004] Nicméně v kompresoru popisovaném v patentovém dokumentu 1 může těleso ventilu pomalu otevírat a pomalu zavírat výtlačný vývod v závislosti na hmotnosti tělesa ventilu. Jak bylo popsáno výše, když těleso ventilu pomalu otevírá a pomalu zavírá výtlačný vývod, chladivo uniká a chladivo o vysokém tlaku je nadměrně stlačené, čímž se snižuje účinnost kompresoru.

[0005] Úkolem předkládaného vynálezu je eliminovat takovou nevýhodu a cílem tohoto vynálezu je poskytnout kompresor a zařízení chladicího cyklu, kde bude zajištěno, že výtlačný vývod nebude tělesem ventilu pomalu otevírán a pomalu zavírán, aby se zlepšila účinnost stlačování.

[0006] Kompresor podle jednoho provedení předkládaného vynálezu má vzduchotěsnou nádobu; válec uspořádaný ve vzduchotěsné nádobě, v němž je uspořádána kompresní komora, ve které je stlačováno chladivo; ložisko hřídele uspořádané ve vzduchotěsné nádobě, ve kterém je uspořádán výtlačný vývod, jímž se vytlačuje chladivo stlačené v kompresní komoře; a výtlačný mechanismus, který má vodicí víčko, jež je uspořádané v ložisku hřídele a má válcovitou část, v níž je otevřena vodicí dutina, těleso ventilu uspořádané ve vodicí dutině a spojovací díl, který je uspořádaný ve vodicí dutině a jímž jsou vzájemně spojeny vodicí víčko a těleso ventilu, a je nakonfigurovaný k otevírání a zavírání výtlačného vývodu, když se těleso ventilu pohybuje ve vodicí dutině, v němž, když je vnitřní průměr válcovité části ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso ventilu pohybuje ve vodicí dutině, definován jako ar, nejzevnější průměr tělesa ventilu ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso ventilu pohybuje ve vodicí dutině, je definován jako br, a vůle mezi vnitřním průměrem ar válcovité části a nejzevnějším průměrem br tělesa ventilu je definovaná jako Ac, jsou splněny níže uvedené vztahy: Δc = ar - br a 1/1000 < Δc/br < 1/100.

[0007] Podle jednoho provedení předkládaného vynálezu jsou vztahy Ac = ar - br a 1/1000 < Ac/br < 1/100 splněny, čímž je dosaženo lepšího utěsnění mezi prostorem kolem tělesa ventilu, v němž se nachází spojovací díl, a prostorem kolem tělesa ventilu a v blízkosti výtlačného vývodu. Ve výsledku se díky efektivnímu využívání diferenciálního tlaku mezi tlakem v prostoru kolem tělesa ventilu, v němž se nachází spojovací díl, a tlakem v prostoru mezi tělesem ventilu a v blízkosti výtlačného vývodu zvýší rychlost, kterou se těleso ventilu pohybuje. Tím je zajištěno, že nedochází k pomalému otevírání a pomalému zavírání výtlačného vývodu kompresoru, čímž se zvyšuje účinnost stlačování.

Objasnění výkresů

[0008]

Obr. 1 je schematický konfigurační diagram, který schematicky znázorňuje konfiguraci

- 1 CZ 2023 - 185 A3 kompresoru podle provedení 1.

Obr. 2 je diagram, který znázorňuje stav, v němž těleso ventilu ve výtlačném mechanismu v kompresoru podle provedení 1 uzavírá výtlačný vývod.

Obr. 3 je diagram, který znázorňuje stav, v němž těleso ventilu ve výtlačném mechanismu v kompresoru podle provedení 1 otevírá výtlačný vývod.

Obr. 4 je diagram, který znázorňuje vůli mezi tělesem ventilu a vodicí dutinou v kompresoru podle provedení 1.

Obr. 5 je pohled ze strany, který znázorňuje těleso ventilu, jež má tvar T v kompresoru podle provedení 1.

Obr. 6 je pohled shora, který znázorňuje těleso ventilu, jež má tvar T, v kompresoru podle provedení 1.

Obr. 7 je diagram, který znázorňuje výtlačný mechanismus, k němuž je upevněno těleso ventilu, jež má tvar T, v kompresoru podle provedení 1.

Obr. 8 je diagram, který znázorňuje případ, kdy je v kompresoru podle provedení 1 uspořádaný první výtlačný mechanismus a druhý výtlačný mechanismus.

Obr. 9 je schéma chladivového okruhu, které schematicky znázorňuje konfiguraci chladivového okruhu v zařízení chladicího cyklu podle provedení 2.

Obr. 10 je graf, který znázorňuje hustotu plynu v chladivu nasávaném do kompresoru a hustotu plynu v chladivu vytlačovaném z kompresoru za jmenovitých podmínek provozu kompresoru v typickém chladicím cyklu definovaném v ASHRAE.

Obr. 11 je diagram, který znázorňuje jeden příklad jazýčkového ventilu v kompresoru.

Obr. 12 je diagram, který znázorňuje zdvihovou vzdálenost tělesa ventilu v kompresoru používaném v zařízení chladicího cyklu podle provedení 3.

Příklady uskutečnění vynálezu

[0009] Kompresor podle jednotlivých provedení je popsán níže s odkazem na výkresy. Na výkresech jsou stejné součásti označeny pomocí stejných vztahových značek a nejsou popisovány znovu, pokud to není nutné. Předkládaný vynález může zahrnovat libovolné kombinace konfigurací, jež jsou vzájemně kombinovatelné, z konfigurací, které jsou popsány níže u příslušných provedení. Dále se velikostní vztah mezi součástmi na výkresech může lišit od skutečného vztahu. Podoba součástí uváděných v celém popisu představuje pouze příklad a neomezuje podobu součástí na podobu uvedenou v popisu.

Zejména kombinace součástí není omezena na kombinaci u každého provedení. Součást popsanou v jednom provedení je možné aplikovat na jiné provedení. Navíc úrovně tlaku a úrovně teploty nejsou určeny ve vztahu ke konkrétním absolutním hodnotám, ale určují se relativně za podmínek, jako jsou stavy a provoz zařízení. Kromě toho je v následujícím popisu podélný směr vzduchotěsné nádoby, což je směr nahoru-dolů na výkresech, definován jako axiální směr. Rovněž směr, který prochází středovou osou vzduchotěsné nádoby a je kolmý na středovou osu, je definován jako radiální směr.

Provedení 1

- 2 CZ 2023 - 185 A3

[0010] Obr. 1 je schematický konfigurační diagram, který schematicky znázorňuje konfiguraci kompresoru 100 podle provedení 1.

[0011] Kompresor 100 je popsán níže s odkazem na obr. 1. Kompresor 100 má sloužit jako součást chladivového okruhu v zařízení chladicího cyklu, jako je chladnička, mraznička, prodejní automat, klimatizační zařízení, chladicí zařízení a ohřívač vody. Na obr. 1 je jako příklad kompresoru 100 znázorněn rotační kompresor. Kompresor 100 je rovněž aplikovatelný na šroubový kompresor, pístový kompresor nebo jiný vzduchotěsný kompresor, který má výtlačný ventil. Navíc je zde tekutina stlačovaná kompresorem 100 popsána jako chladivo používané v zařízení, jako je zařízení chladicího cyklu.

[0012] Kompresor 100 je nakonfigurovaný tak, aby stlačoval nasávané chladivo a chladivo vytlačoval. Kompresor 100 má vzduchotěsnou nádobu 3. Vzduchotěsná nádoba 3 je tvořena spodní nádobou 1 a horní nádobou 2. Ve vzduchotěsné nádobě 3 je uložena jednotka 10 kompresního mechanismu a motorová jednotka 20. Například obr. 1 jako jeden příklad znázorňuje stav, v němž je jednotka 10 kompresního mechanismu uložena ve spodní části vzduchotěsné nádoby 3 a motorová jednotka 20 je uložena v horní části vzduchotěsné nádoby 3. Spodní část vzduchotěsné nádoby 3 rovněž slouží jako zásobník oleje, v němž se shromažďuje olej chladicího agregátu. Olej chladicího agregátu slouží zejména k mazání kluzných částí v jednotce 10 kompresního mechanismu.

[0013] Ke spodní nádobě 1 vzduchotěsné nádoby 3 jsou připojeny první sací trubka 31a a druhá sací trubka 31b, jež jsou propojeny s akumulační nádobou 300, která je znázorněna na obr. 9. Příslušné přívodní porty první sací trubky 31a a druhé sací trubky 31b jsou vloženy do sacího tlumiče 60. Sací přívod 50 první sací trubky 31a je vytvořen na válci 13. U druhé sací trubky 31b je rovněž použita konfigurace podobná konfiguraci první sací trubky 31a. Taková konfigurace druhé sací trubky 31b je vytvořena na dalším válci 13. Sací tlumič 60 je připojen k akumulační nádobě 300 částí nízkotlaké trubky 155b, která je znázorněna na obr. 9, v okruhu chladicího cyklu a chladivo proudí z akumulační nádoby 300 do sacího tlumiče 60. Sací tlumič 60 je upevněn k vnějšímu obvodu vzduchotěsné nádoby 3. Kompresor 100 nasává chladivo, jímž je plynné chladivo, do vzduchotěsné nádoby 3 z akumulační nádoby 300 první sací trubkou 31a a druhou sací trubkou 31b. V horní části horní nádoby 2 vzduchotěsné nádoby 3 je připojena výtlačná trubka 2a. Kompresor 100 vytlačuj e chladivo stlačené v j ednotce 10 kompresního mechanismu ven výtlačnou trubkou 2a. Akumulační nádoba 300 bude popsána níže.

Jednotka 10 kompresního mechanismu je nakonfigurovaná ke stlačování chladiva tak, že je poháněna motorovou jednotkou 20.

[0014] Jednotka 10 kompresního mechanismu je nakonfigurovaná tak, že jsou v ní obsaženy válec 13, valivý píst 16, ložisko 14 hřídele, hlavní hřídel 11, neznázorněná lamela a další součásti.

[0015] Válec 13 je umístěn ve vzduchotěsné nádobě 3, má v podstatě kruhový tvar v půdorysném pohledu na svém vnějším obvodu a má kompresní komoru 30, která v půdorysném pohledu tvoří v podstatě kruhově tvarovaný prostor uvnitř válce 13. Válec 13 má v axiálním směru v pohledu ze strany stanovenou výšku. Kompresní komora 30 má otevřené konce proti sobě v axiálním směru. Na válci 13 je rovněž uspořádána neznázorněná lamelová drážka, která je propojena s kompresní komorou 30 a rozprostírá se v radiálním směru tak, že se lamelová drážka rozprostírá válcem 13 v axiálním směru. Kompresní komora 30 ve válci 13 je prostor vymezený upevněním ložiska 14 hřídele k jednomu konci válce 13, který je válcovitý, ve směru, kterým se rozprostírá hlavní hřídel 11, a upevněním dělící desky 15 k druhému konci. V kompresní komoře 30 je stlačováno chladivo.

[0016] Na válci 13 je rovněž uspořádán neznázorněný sací port, kterým prochází plynné chladivo nasávané první sací trubkou 31a. Sací port je vytvořen tak, že se sací port rozprostírá od vnější

- 3 CZ 2023 - 185 A3 obvodové plochy válce 13 do kompresní komory 30.

[0017] Na válci 13 je také uspořádán neznázorněný výtlačný port, kterým je chladivo stlačené v kompresní komoře 30 vytlačováno z kompresní komory 30. Výtlačný port je vytvořen vyříznutím části okrajové části horní koncové plochy válce 13.

[0018] Valivý píst 16 má kruhový tvar a je uložen v kompresní komoře 30 tak, že je valivý píst 16 excentricky otáčivý. Valivý píst 16 je rovněž na své vnitřní obvodové části upevněn k excentrické části 12 hlavní hřídele 11 tak, že je valivý píst 16 posuvný.

[0019] V neznázorněné lamelové drážce je uložena lamela. Pomocí neznázorněné lamelové pružiny uspořádané v protitlakové komoře je lamela uložená v lamelové drážce neustále přitlačovaná k valivému pístu 16. Když je tlak ve vzduchotěsné nádobě 3 vysoký a kompresor 100 je uveden do chodu, na protitlakovou komoru, která se nachází v zadní ploše lamely, působí síla vyvolaná diferenciálním tlakem mezi vysokým tlakem ve vzduchotěsné nádobě 3 a tlakem v kompresní komoře 30. Lamelová pružina se tak používá zejména, když se kompresor 100 spustí bez tlakového rozdílu mezi vnitřkem vzduchotěsné nádoby 3 a vnitřkem kompresní komory 30 k přitlačování lamely k valivému pístu 16.

[0020] Tvar lamely je v podstatě kvádrovitý. Konkrétně je lamela v podstatě kvádr, který je plochý tak, že jeho obvodová délka, která se také označuje jako tloušťka, je menší než každá z jeho radiální délky a jeho axiální délky.

[0021] Ložisko 14 hřídele je umístěno ve vzduchotěsné nádobě 3 a má v podstatě tvar obráceného T v pohledu ze strany. Ložisko 14 hřídele je upevněno k hlavní části 11a hlavní hřídele 11, což je část umístěná výše než excentrická část 12 hřídele, tak, že hlavní hřídel 11 je posuvná. Ložisko 14 hřídele uzavírá jednu koncovou plochu kompresní komory 30 a jejího okolí, které obsahuje lamelovou drážku válce 13, což je koncová plocha, která směřuje k motorové jednotce 20. Vnitřní a horní část ložiska 14 hřídele je opatřena výtlačným mechanismem 40, který má těleso 41 ventilu, jež je znázorněno na obr. 2 a obr. 3. Konfigurace výtlačného mechanismu 40 je popsána níže.

[0022] Sací tlumič 60 se nachází vedle vzduchotěsné nádoby 3. Sací tlumič 60 nasává plynné chladivo o nízkém tlaku z chladicího cyklu. Sací tlumič 60 v případě, kdy se kapalné chladivo vrací z chladicího cyklu, brání přímému nasávání kapalného chladiva do kompresní komory 30 ve válci 13. Sací tlumič 60 je připojen k sacím portům ve válci 13 první sací trubkou 31a a druhou sací trubkou 31b. Sací tlumič 60 je upevněn k postranní ploše vzduchotěsné nádoby 3 přivařením nebo jiným způsobem.

[0023] Plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku, stlačené v jednotce 10 kompresního mechanismu, prochází motorovou jednotkou 20 z výtlačného vývodu 45 umístěného uvnitř výtlačného tlumiče 17, který je znázorněn na obr. 2, a je vytlačováno výtlačnou trubkou 2a k vnějšku kompresoru 100.

[0024] Motorová jednotka 20 je nakonfigurovaná k pohánění jednotky 10 kompresního mechanismu.

[0025] Motorová jednotka 20 je nakonfigurovaná tak, že obsahuje rotor 21, stator 22 a další součásti. Stator 22 je v kontaktu s vnější obvodovou plochou vzduchotěsné nádoby 3 a je k ní upevněn. Rotor 21 se nachází uvnitř statoru 22 s mezerou mezi rotorem 21 a statorem 22.

[0026] Stator 22 má alespoň jádro statoru, kde je nalaminována množina magnetických ocelových plechů, a ovíjecí drát navinutý kolem zubů jádra statoru soustředným vinutím s izolačním prvkem mezi ovíjecím drátem a zuby. K ovíjecímu drátu statoru 22 je rovněž připojen přívodní drát. Přívodní drát je připojen ke skleněné svorce upevněné na horní nádobě 2 a slouží k dodávání elektrické energie zvnějšku vzduchotěsné nádoby 3.

- 4 CZ 2023 - 185 A3

[0027] Rotor 21 má alespoň jádro rotoru, kde je nalaminována množina magnetických ocelových plechů, a permanentní magnet zasunutý do jádra rotoru.

Ke středu jádra rotoru je pomocí smršťovacího nebo lisovaného uložení upevněná hlavní část 11a hlavní hřídele 11.

[0028] Obr. 2 je diagram, který znázorňuje stav, v němž těleso 41 ventilu ve výtlačném mechanismu 40 v kompresoru 100 podle provedení 1 uzavírá výtlačný vývod 45. Obr. 3 je diagram, který znázorňuje stav, v němž těleso 41 ventilu ve výtlačném mechanismu 40 v kompresoru 100 podle provedení 1 výtlačný vývod 45 otevírá.

[0029] Ložisko 14 hřídele je rovněž opatřeno výtlačným vývodem 45. Výtlačný vývod 45 je uspořádaný na přírubové části ložiska 14 hřídele tak, že jsou kompresní komora 30 a vzduchotěsná nádoba 3 vzájemně propojeny. Výtlačný vývod 45 je otvor, který vytváří průchod, jímž prochází chladivo, když je chladivo vytlačováno z kompresní komory 30 do vzduchotěsné nádoby 3. Otevírací část výtlačného vývodu 45, která směřuje ke kompresní komoře 30, je umístěna na koncové ploše kompresní komory 30. Konkrétně je otevírací část výtlačného vývodu 45, která směřuje ke kompresní komoře 30, vytvořena tak, že se polohy otevírací části a horní plochy kompresní komory 30 vymezené ve válci 13 v podstatě vzájemně kryjí v půdorysném pohledu.

[0030] Jak je znázorněno na obr. 2 a obr. 3, výtlačný mechanismus 40 má těleso 41 ventilu, pružinu 43 a vodicí víčko 46. Šipka vyobrazená na obr. 2 označuje vysokotlaké plynné chladivo, jehož tlak působí od kompresní komory 30 na těleso 41 ventilu. Rovněž šipka a, šipka b a šipka c vyobrazené na obr. 3 označují trasy, kterými protéká vysokotlaké plynné chladivo.

[0031 ] Vodicí víčko 46 je válcovité a má uzávěrovou část 46a, která je uspořádána v blízkosti horní části ložiska 14 hřídele, a válcovitou část 46b, která je uspořádána uvnitř ložiska 14 hřídele. Vnitřek uzávěrové části 46a a vnitřek válcovité části 46b vymezují vodicí dutinu 42. Uzávěrová část 46a je část vodícího víčka 46, v níž je uspořádán propojovací otvor 44. Válcovitá část 46b je část vodícího víčka 46, která směřuje k části, v níž je umístěna kompresní komora 30. Válcovitá část 46b se nachází v ložisku 14 hřídele. Vnitřek válcovité části 46b a výtlačný vývod 45 jsou vzájemně propojeny. Nejspodnější konec válcovité části 46b je vytvořen tak, že nejspodnější konec odpovídá tvaru tělesa 41 ventilu. Na nejspodnějším konci válcovité části 46b je uspořádána sedlová část 46c tělesa ventilu vytvořená v ložisku 14 hřídele. Sedlová část 46c tělesa ventilu je zkosená. Plocha je zkosená například o 2 mm ve výškovém směru a o 3 mm v radiálním směru.

[0032] Těleso 41 ventilu je nakonfigurováno tak, aby otevíralo a zavíralo výtlačný vývod 45 na základě přijímání tlaku v kompresní komoře 30 a tlaku ve vzduchotěsné nádobě 3. Když je tlak v kompresní komoře 30 nižší než tlak ve vzduchotěsné nádobě 3, těleso 41 ventilu je přitlačováno k výtlačnému portu a výtlačný vývod 45 je zavřený. Těleso 41 ventilu je umístěno tak, že když těleso 41 ventilu uzavírá výtlačný vývod 45, koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, je téměř v rovině s koncovou plochou výtlačného vývodu 45, která směřuje ke kompresní komoře 30. Koncová plocha kompresní komory 30 a koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, tak jsou vzájemně shodné na stejné rovině. Jinými slovy těleso 41 ventilu uzavírá otevírací plochu výtlačného vývodu 45, která směřuje ke kompresní komoře 30, z vnitřku výtlačného vývodu 45. Výše uvedený výraz „jsou vzájemně shodné“ zahrnuje případ, kdy například k zajištění vůle, je koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, vzdálena od příslušného konce výtlačného vývodu 45 pouze o malou vzdálenost. Takovým případem může být například případ, kdy jsou koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, a příslušná koncová plocha kompresní komory 30 vzdáleny od sebe pouze o vzdálenost, která činí přibližně jednu desetinu celkové délky výtlačného vývodu 45. Aby se zvětšila oblast, kterou je přijímán tlak z kompresní komory 30, může být v tělese 41 ventilu, v části tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, rovněž vytvořen zářez, drážka a jiný tvar.

- 5 CZ 2023 - 185 A3

[0033] Na druhou stranu, když je tlak v kompresní komoře 30 vyšší než tlak ve vzduchotěsné nádobě 3, těleso 41 ventilu je vytlačeno nahoru tlakem v kompresní komoře 30, a tak uvolní výtlačný vývod 45. Když je výtlačný vývod 45 uvolněn, chladivo stlačené v kompresní komoře 30 je vyvedeno ven z kompresní komory 30.

[0034] Když se výtlačný vývod 45 otevře, plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku vytlačené z výtlačného vývodu 45 je vypuštěno do vzduchotěsné nádoby 3.

[0035] Uzávěrová část 46a a válcovitá část 46b vodícího víčka 46 jsou vytvořeny navzájem integrálně. Nicméně uzávěrová část 46a a válcovitá část 46b mohou být vytvořeny jako části vzájemně samostatné. Rovněž válcovitá část 46b vodicího víčka 46, která je vytvořena jako část oddělená od ložiska 14 hřídele, může být rovněž vytvořena integrálně s ložiskem 14 hřídele. Ložisko 14 hřídele, uzávěrová část 46a a válcovitá část 46b jsou vytvořeny ve dvou částech nebo třech částech. K uzávěrové části 46a vodicího víčka 46 je uchycen jeden konec pružiny 43, což je spojovací prvek. Uvedený jeden konec pružiny 43 je umístěn ve vodicí dutině 42 ve vodicím víčku 46. Druhý konec pružiny 43 je upevněn k tělesu 41 ventilu. Pružina 43 vyvíjí pružnou sílu, což je elastická síla, směrem, kterým těleso 41 ventilu uzavírá výtlačný vývod 45.

[0036] Vodicí dutina 42 je prostor ve tvaru kulatého sloupce a představuje vnitřek uzávěrové části 46a vodicího víčka 46 a vnitřek válcovité části 46b vodicího víčka 46. Válcovitá část 46b se rovněž nachází v otvoru uspořádaném v přírubové části hřídele 14 ložiska. Jeden konec vodicí dutiny 42, který směřuje ke kompresní komoře 30, je vytvořen tak, že se uvedený jeden konec shoduje s odpovídající koncovou plochou kompresní komory 30 a lícuje s vnitřní stěnou válce 13. Rovněž spodní část ložiska 14 hřídele se shoduje s odpovídající koncovou plochou kompresní komory 30 a odpovídající koncovou plochou válce 13. Také prostor uvnitř vodicího víčka 46 může být vytvořen obrobením od postranní plochy přírubové části ložiska 14 hřídele. Vodicí dutina 42 může být také vytvořena tak, že další součást zakryje rovnou plochu v koncové části vodicí dutiny 42 naproti kompresní komoře 30.

[0037] Jeden konec vodicí dutiny 42, který směřuje ke kompresní komoře 30, se nemusí nutně shodovat s odpovídající koncovou plochou kompresní komory 30, která je umístěna pod vodicí dutinou 42 a nemusí nutně lícovat s vnitřní stěnou válce 13. Jeden konec vodicí dutiny 42, který směřuje ke kompresní komoře 30, může být rovněž například umístěn mimo vnitřní stěnu válce 13. V tomto případě je část tělesa 41 ventilu v kontaktu s válcem 13 nebo se k němu přibližuje, nebo je v kontaktu s objektem, jako je elastické těleso, uspořádaným na válci 13. Rovněž jeden konec vodicí dutiny 42, který směřuje ke kompresní komoře 30, může být umístěn mírně dále uvnitř vzduchotěsné nádoby 3, než je odpovídající koncová plocha kompresní komory 30. Tím je zajištěna vůle mezi tělesem 41 ventilu a valivým pístem 16.

[0038] Rovněž v případě, v němž je vodicím víčkem 46 díl oddělený od ložiska 14 hřídele, se může vodicí víčko 46 také nacházet uvnitř přírubové části ložiska 14 hřídele. V tomto případě má výtlačný vývod 45 zmenšenou délku a otevírací část vodicí dutiny 42, která směřuje ke kompresní komoře 30, je provedena jako otevírací část, která zajišťuje propojení s vnitřkem vzduchotěsné nádoby 3. Sedlová část 46c tělesa ventilu může být rovněž umístěna na válcovité části 46b vodicího víčka 46 spíše než na ložisku 14 hřídele.

[0039] V uzávěrové části 46a vodicího víčka 46 je otevřen propojovací otvor 44, který má tvar kulatého sloupce. Propojovací otvor 44 zajišťuje propojení s vnitřkem vzduchotěsné nádoby 3, do nějž je vytlačováno vysokotlaké chladivo vytlačované vodicí dutinou 42 ve vodicím víčku 46 a výtlačným vývodem 45, a to přes výtlačný tlumič 17. Horizontální vnější průměr propojovacího otvoru 44 je menší než horizontální vnější průměr tělesa 41 ventilu. Průměr propojovacího otvoru 44 je menší než vnitřní průměr vodicího víčka 46 a v tomto popisu činí Φ6 mm. Tvar propojovacího otvoru 44, který je kruhový, může být rovněž zvolen jako oválný s ohledem na interakce se součástmi kolem propojovacího otvoru 44. Sedlová část 46c tělesa ventilu vodicího

- 6 CZ 2023 - 185 A3 víčka 46 může být rovněž vytvořena tak, že alespoň část spodní části tělesa 41 ventilu je odhalená.

[0040] Těleso 41 ventilu se nachází ve vodicí dutině 42 a v případě, kdy je tlak ve vodicí dutině 42 vyšší než tlak v kompresní komoře 30, se pohne a posune dolů podél vodicí dutiny 42. Výtlačný vývod 45 se tím zavře. Tento stav je znázorněn na obr. 2. Když těleso 41 ventilu zavře výtlačný vývod 45, postranní plocha tělesa 41 ventilu se dostane do kontaktu s odpovídající částí postranní plochy výtlačného vývodu 45. Z tohoto důvodu je část postranní plochy tělesa 41 ventilu, která směřuje k výtlačnému vývodu 45, vytvořena tak, že část postranní plochy tělesa 41 ventilu, která směřuje k výtlačnému vývodu 45, není nevyrovnaná s postranní plochou výtlačného vývodu 45. Rovněž v případě, kdy je tlak ve vodicí dutině 42 nižší než tlak v kompresní komoře 30, se těleso 41 ventilu posune ve vodicí dutině 42 nahoru. Jak je znázorněno na obr. 3, výtlačný vývod 45 se tím otevře.

[0041 ] Hustota materiálu tělesa 41 ventilu je nižší než hustota oceli. Kromě toho může alespoň část materiálu tělesa 41 ventilu tvořit pryskyřičný materiál. V provedení 1 je pryskyřičným materiálem polyetheretherketon (PEEK). Kromě toho může být také pryskyřičným materiálem polyamidimid (PAI) nebo hliník.

[0042] Navíc je povrch tělesa 41 ventilu potažen kovem. V provedení 1 tvoří potah nikl-fosfor. Tloušťka potahu je od 10 μm do 20 μm.

[0043] V případě, kdy těleso 41 ventilu zavírá výtlačný vývod 45, má pružina 43 menší délku, než je její rovnovážná délka.

[0044] V tělese 41 ventilu je uspořádaná montážní část, k níž je upevněna pružina 43. Montážní část upevňuje vnější průměr nebo vnitřní průměr koncové části pružiny 43.

[0045] Mezi tělesem 41 ventilu a sedlovou částí 46c tělesa ventilu může být uspořádaný gumový díl. Takový uspořádaný gumový díl tlumí náraz způsobený, když těleso 41 ventilu dosedne na sedlovou část 46c tělesa ventilu, a gumový díl rovněž pomáhá těsnit. Navíc může být v blízkosti sedlové části 46c tělesa ventilu uspořádaná přívodní drážka oleje, kterou se dodává olej. Taková uspořádaná přívodní drážka oleje poskytuje olejový film, a tak zajišťuje utěsnění, když je těleso 41 ventilu dosedlé na sedlové části 46c tělesa ventilu.

[0046] Těleso 41 ventilu může být rovněž ve stavu, v němž, když je výtlačný vývod 45 otevřen doširoka, distální konec tělesa 41 ventilu mírně vystupuje do vnitřku výtlačného vývodu 45 a částečně zakrývá výtlačný vývod 45. Je tak zajištěno, že se distální konec tělesa 41 ventilu nemůže dostat do vnitřku otevíracího portu v postranní ploše výtlačného vývodu 45.

[0047] Obr. 4 je diagram, který znázorňuje vůli Ac mezi tělesem 41 ventilu a vodicí dutinou 42 v kompresoru 100 podle provedení 1.

[0048] Na obr. 4 je vnitřní průměr válcovité části 46b ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso 41 ventilu pohybuje podél vodicí dutiny 42, definován jako ar. Nejzevnější průměr tělesa 41 ventilu ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso 41 ventilu pohybuje podél vodicí dutiny 42, je definován jako br. Vůle mezi vnitřním průměrem ar válcovité části 46b a nejzevnějším průměrem br tělesa 41 ventilu je definována jako Ac.

[0049] V tomto případě jsou v kompresoru 100 podle provedení 1 splněny vztahy Ac = ar - br (1) a 1/1000 < Ac/br < 1/100 (2).

[0050] Koeficient lineární roztažnosti ve vztahu k teplotě materiálu tělesa 41 ventilu se liší od koeficientu lineární roztažnosti ve vztahu k teplotě materiálu sedlové části 46c tělesa ventilu. Limity koeficientu lineární roztažnosti pro těleso 41 ventilu jsou limity, při nichž koncová plocha tělesa 41 ventilu v okamžiku, kdy je těleso 41 ventilu usazené, není v kompresní komoře 30 při

- 7 CZ 2023 - 185 A3 maximální možné teplotě výtlaku vysokotlakého chladiva v provozním rozsahu, v němž kompresor 100 funguje.

[0051] Výška tělesa 41 ventilu je například 15 mm. Výška vodicí dutiny 42, v níž se těleso 41 ventilu pohybuje, je 30 mm. Například v případě, kdy nejzevnější průměr br tělesa 41 ventilu je 30 mm, je vůle Ac od 30 μm do 300 μm.

[0052] Jak je znázorněno na obr. 4, sedlová část 46c tělesa ventilu v ložisku 14 hřídele má kuželovitý tvar. Na sedlovou část 46c tělesa ventilu dosedá těleso 41 ventilu. Tvar distálního konce tělesa 41 ventilu, který směřuje k sedlové části 46c tělesa ventilu, je zkosený tvar a označuje se jako kuželovitý tvar 41_t. Úhel zkosení kuželovitého tvaru 41_t tělesa 41 ventilu se rovná úhlu zkosení kuželovitého tvaru sedlové části 46c tělesa ventilu.

[0053] Těleso 41 ventilu má dutou část 41 b v tělese 41 ventilu. Tvar tělesa 41 ventilu v řezu v pohledu ve směru kolmém ke směru pohybu, kterým se těleso 41 ventilu pohybuje, může být rovněž tvar T.

[0054] Obr. 5 je pohled ze strany, který znázorňuje těleso 41 1 ventilu, jež má tvar T, v kompresoru 100 podle provedení 1. Obr. 6 je pohled shora, který znázorňuje těleso 41 1 ventilu, jež má tvar T, v kompresoru 100 podle provedení 1. Obr. 7 je diagram, který znázorňuje výtlačný mechanismus 40, k němuž je těleso 41 1 ventilu, jež má tvar T, upevněno v kompresoru 100 podle provedení 1.

[0055] Jak je znázorněno na obr. 5 až obr. 7, má těleso 41 1 ventilu tvar T v řezu v pohledu ve směru kolmém, ke směru pohybu, kterým se těleso 41 ventilu pohybuje. To znamená, že průřez první části 41 1 1, který je kolmý ke směru pohybu, jímž se těleso 41 1 ventilu pohybuje, je menší než průřez druhé části 41 1 2, která otevírá a zavírá výtlačný vývod 45, jenž je kolmý ke směru pohybu.

[0056] První část 41 1 1 tělesa 41 1 ventilu je upevněna k vnitřku pružiny 43. První část 41 1 1 tělesa 41 1 ventilu může být upevněna k pružině 43 libovolným způsobem.

[0057] Elektrická energie je dodávána do statoru 22 motorové jednotky 20 přívodním vodičem. Elektrický proud tak protéká ovíjecím drátem statoru 22 a z ovíjecího drátu je generován magnetický tok. Rotor 21 v motorové jednotce 20 se otáčí působením magnetického toku generovaného ovíjecím drátem a magnetického toku generovaného permanentním magnetem v rotoru 21. Otáčením rotoru 21 se otáčí hlavní hřídel 11, která je upevněna k rotoru 21. Společně s otáčením hlavní hřídele 11 se valivý píst 16 v jednotce 10 kompresního mechanismu excentricky otáčí v kompresní komoře 30 ve válci 13.

[0058] Prostor mezi válcem 13 a valivým pístem 16 v kompresní komoře 30 je rozdělen na dva pomocí neznázorněné lamely. Při otáčení hlavní hřídele 11 tyto dva prostory mění svůj příslušný objem. Jeden prostor ze dvou prostorů se postupně zvětšuje v objemu a nízkotlaké plynné chladivo je nasáváno z akumulační nádoby 300 do uvedeného jednoho prostoru. Druhý prostor ze dvou prostorů se postupně zmenšuje v objemu a plynné chladivo v druhém prostoru je stlačováno v kompresní komoře 30.

[0059] Plynné chladivo stlačené v kompresní komoře 30 do vysokotlakého a vysokoteplotního stavu vytlačí těleso 41 ventilu ve výtlačném mechanismu 40 nahoru a je vytlačeno z výtlačného vývodu 45. Neznázorněná lamela je přitlačovaná k valivému pístu 16 vysokotlakým chladivem vypouštěným do vzduchotěsné nádoby 3. S pohybem valivého pístu 16 se lamela posouvá radiálně v lamelové drážce v radiálním směru a funguje tak, že lamela dělí prostor v kompresní komoře 30 na nízkotlaký prostor a vysokotlaký prostor. Přitom je rozdílem tlaků mezi výtlačným tlakem ve vzduchotěsné nádobě 3 a vnitřním tlakem v kompresní komoře 30 způsobeno, že výtlačný mechanismus 40 otevře nebo zavře výtlačný vývod 45 a vypustí stlačené chladivo. Výpustní tlak ve vzduchotěsné nádobě 3 se mění podle provozních podmínek chladicího cyklu. Je tedy zajištěno,

- 8 CZ 2023 - 185 A3 že výtlačný mechanismus 40 provádí úkon otevírání-zavírání podle relativní výšky tlaku. Těleso 41 ventilu se například otevře, když je tlak vyšší než nebo se rovná stanovenému tlaku vzhledem k výtlačnému tlaku ve vzduchotěsné nádobě 3. Plynné chladivo vytlačované z výtlačného vývodu 45 je vytlačováno do prostoru ve vzduchotěsné nádobě 3 výtlačným vývodem 45 umístěným uvnitř výtlačného tlumiče 17. Vytlačené plynné chladivo projde mezerou v motorové jednotce 20 a je vytlačeno ven ze vzduchotěsné nádoby 3 výtlačnou trubkou 2a, která je propojena s horní částí vzduchotěsné nádoby 3. Chladivo vytlačené vně vzduchotěsné nádoby 3 cirkuluje v chladicím cyklu a vrací se zpět do akumulační nádoby 300.

[0060] Dále je popsáno fungování výtlačného mechanismu 40. Nejprve, když je vnitřní tlak v kompresní komoře 30 nižší než vnitřní tlak ve vodicí dutině 42 ve výtlačném mechanismu 40, je těleso 41 ventilu vystaveno zatížení ve směru, v němž těleso 41 ventilu zavírá výtlačný vývod 45, působením pružné síly pružiny 43 a tlaku ve vodicí dutině 42. Koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, aniž by vyčnívala z příslušné koncové plochy kompresní komory 30, uzavírá výtlačný vývod 45 a je vystavena vnitřnímu tlaku v kompresní komoře 30.

[0061] Dále je chladivo stlačeno v kompresní komoře 30 a koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, je vystavena vnitřnímu tlaku. V případě, kdy je zatížení vyvolávané vnitřním tlakem na koncovou plochu tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, větší než výsledná síla vnitřního tlaku ve vodicí dutině 42 ve výtlačném mechanismu 40 a pružné síly pružiny 43, těleso 41 ventilu, které zavírá výtlačný vývod 45, se posune směrem k pružině 43 podél vodicí dutiny 42, jak je znázorněno na obr. 3. Těleso 41 ventilu potom otevře výtlačný vývod 45.

[0062] Když se výtlačný vývod 45 otevře, vytvoří se výtlačná trasa, kterou je vytlačeno chladivo. Plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku vytlačené z výtlačného vývodu 45 je vypuštěno do vzduchotěsné nádoby 3. Konkrétně chladivo prochází částí uvnitř vodicí dutiny 42 a pod tělesem 41 ventilu, prochází přírubovou částí ložiska 14 hřídele, jak je naznačeno šipkou a, prochází otvorem vytvořeným v postranní ploše vodicí dutiny 42, jak je naznačeno šipkou b, a proudí do výtlačného tlumiče 17. Chladivo o vysokém tlaku uvnitř výtlačného tlumiče 17 následně prochází mezerou vymezenou mezi ložiskem 14 hřídele a výtlačným tlumičem 17 a otvorem otevřeným ve výtlačném tlumiči 17, jak je naznačeno šipkou c, a je vytlačeno do vzduchotěsné nádoby 3 kompresoru 100. Když je vytlačení chladiva dokončeno, těleso 41 ventilu je přesunuto k výtlačnému vývodu 45 pružnou silou pružiny 43 a začne zavírat výtlačný vývod 45. Vnitřní tlak v kompresní komoře 30 je potom nižší než tlak ve vzduchotěsné nádobě 3. Dále, jak je znázorněno na obr. 2, distální konec tělesa 41 ventilu, který směřuje ke kompresní komoře 30, je přitlačen k sedlové části 46c tělesa ventilu, která je umístěna na distálním konci výtlačného vývodu 45, rozdílem tlaků mezi tlakem ve vodicí dutině 42 a tlakem v kompresní komoře 30 a výtlačný vývod 45 se plně uzavře.

[0063] Prahová hodnota vnitřního tlaku v kompresní komoře 30, při níž se provede úkon vytlačení chladiva, může být absolutní hodnota. Pružina 43 nemusí působit ve vodicí dutině 42. Aby se snížil pokles tlaku chladiva, které prochází propojovacím otvorem 44, může být rovněž další pružina 43 umístěna v jiné části, než je vodicí dutina 42, tak, aby se zvýšila kapacita vodicí dutiny 42.

[0064] Navíc ve výtlačném mechanismu 40 podle provedení 1 vodicí víčko 46 nemusí být opatřeno propojovacím otvorem 44.

[0065] Navíc může být výtlačný mechanismus 40 pro válec 13, na němž je umístěna druhá sací trubka 31b, umístěn na ložisku 14a hřídele, které je níže než ložisko 14 hřídele.

[0066] Obr. 8 je diagram, který znázorňuje případ, v němž je kompresor 100 podle provedení 1 opatřen prvním výtlačným mechanismem 40 1 a druhým výtlačným mechanismem 40 2. Jak je znázorněno na obr. 8, první výtlačný mechanismus 40 1 je upevněn k ložisku 14 hřídele, které je umístěno výše než válec 13, a druhý výtlačný mechanismus 40 2 je upevněn k ložisku 14a hřídele,

- 9 CZ 2023 - 185 A3 jež je níže než válec 13. Konfigurace prvního výtlačného mechanismus 40 1 a konfigurace druhého výtlačného mechanismu 40 2 jsou každá v podstatě podobná konfiguraci výtlačného mechanismu 40.

[0067] První výtlačný mechanismus 40 1 a druhý výtlačný mechanismus 40 2 se liší od sebe tím, že hmotnost tělesa 41 ventilu ve druhém výtlačném mechanismu 40 2 je menší než hmotnost tělesa 41 ventilu v prvním výtlačném mechanismu 40 1. Pružinová konstanta pružiny 43 ve druhém výtlačném mechanismu 40 2 je větší než pružinová konstanta pružiny 43 v prvním výtlačném mechanismu 40 1. Rovnovážná délka pružiny 43 ve druhém výtlačném mechanismu 40 2 je menší než rovnovážná délka pružiny 43 v prvním výtlačném mechanismu 40 1.

[0068] V případě, kdy je uspořádána množina kompresních komor 30 a množina výtlačných mechanismů 40, je vratný pohyb každého z těles 41 ventilu ovlivněn gravitací. Z tohoto důvodu je hmotnost příslušných těles 41 ventilu navržena tak, aby se navzájem lišily tak, že časová období od otevření do zavření příslušných výtlačných vývodů 45 jsou v každém případě stejné. V tomto případě je hmotnost tělesa 41 ventilu, které zavírá příslušný výtlačný vývod 45 pohybem nahoru, menší než hmotnost tělesa 41 ventilu, které zavírá příslušný výtlačný vývod 45 pohybem dolů.

[0069] U kompresoru 100 podle provedení 1 jsou splněny vztahy Δc = ar - br a 1/1000 < Δc/br < 1/100, což zlepšuje utěsnění mezi prostorem kolem tělesa 41 ventilu, v němž se nachází pružina 43, a prostorem kolem tělesa 41 ventilu a v okolí výtlačného vývodu 45. Ve výsledku se díky efektivnímu využití diferenciálního tlaku mezi tlakem v prostoru kolem tělesa 41 ventilu, v němž je umístěna pružina, a tlakem v prostoru kolem tělesa 41 ventilu a v okolí výtlačného vývodu 45 zvýší pohybová rychlost, kterou se těleso 41 ventilu pohybuje. Tím je vytvořen kompresor 100, který má vylepšenou účinnost stlačování.

[0070] Tento diferenciální tlak se využívá nejen, když je výtlačný vývod 45 uzavírán tělesem 41 ventilu, ale také, když těleso 41 ventilu stoupá tak, že se výtlačný vývod 45 otevírá. Rychlost pohybu tělesa 41 ventilu se tím zvýší na vysokou. Navíc ve srovnání s případem, kdy se používá jazýčkový ventil, kompresor 100 podle provedení 1 zajišťuje velkou plochu průtokové trasy, kterou je chladivo vytlačováno, vykazuje nižší pokles tlaku při vytlačování chladiva a kompresor má zlepšenou účinnost.

[0071] Navíc je pro těleso 41 ventilu použit pryskyřičný materiál, který je lehký, čímž se snižuje třecí síla mezi tělesem 41 ventilu a postranní plochou válcovité části 46b, když těleso 41 ventilu otevírá a zavírá výtlačný vývod 45. V kompresoru 100 podle provedení 1 je tak zajištěno, že nedochází k pomalému otevírání a pomalému zavírání tělesa 41 ventilu, čímž se snižují ztráty způsobené nadměrnou kompresí a ztráty vyplývající z přehřátí při sání. Navíc je rovněž omezeno rázové zatížení mezi tělesem 41 ventilu a koncovou částí vodicí dutiny 42, když těleso 41 ventilu zavírá výtlačný vývod 45. Kompresor 100 má díky tomu zvýšenou spolehlivost.

[0072] Těleso 41 ventilu je potaženo kovem, a díky tomu má těleso 41 ventilu zvýšenou spolehlivost při vratném pohybu.

[0073] V případě, kdy těleso 41 ventilu zavírá výtlačný vývod 45, má pružina 43 menší délku, než je její rovnovážná délka. I v případě, kdy je těleso ventilu 41 dosedlé a ve stavu, v němž je diferenciální tlak chladiva před vytlačením a po vytlačení malý, je těleso 41 ventilu dosedlé, a tak dostatečně utěsňuje ložisko 14 hřídele a kompresor 100 je tedy funkční. Výše popsaný stav, v němž je diferenciální tlak chladiva před vypuštěním a po vypuštění malý, je založen na provozním rozsahu, v němž typický kompresor 100 funguje. Například, když se jako chladivo používá R410A, je diferenciální tlak chladiva v tak nízkém rozsahu, že činí 0,5 MPa mezi 2 MPa vytlačovaného chladiva a 1,5 MPa nasávaného chladiva.

[0074] Navíc se v kompresoru 100 podle provedení 1 v případě, kdy je tlak ve vodicí dutině 42 ve vodicím víčku 46 vyšší než tlak v kompresní komoře 30, těleso 41 ventilu posune ve vodicí

- 10 CZ 2023 - 185 A3 dutině 42 a výtlačný vývod 45 se zavře. Chladivo vytlačené z výtlačného vývodu 45 je vytlačeno do vzduchotěsné nádoby 3. Propojovací otvor 44 zajišťuje propojení s prostorem ve vzduchotěsné nádobě 3 a vytlačované chladivo, které má vyšší tlak než chladivo, které zůstává ve vodicí dutině 42, tak stlačuje prostor ve vodicí dutině 42 a nad tělesem 41 ventilu. Výsledný tlumící účinek tak brání tomu, aby těleso 41 ventilu pomalu otevíralo a pomalu zavíralo výtlačný vývod 45.

[0075] Navíc je v kompresoru 100 podle provedení 1 propojovací otvor 44 umístěn ve vodicím víčku 46. Průměr propojovacího otvoru 44 je menší než vnitřní průměr vodícího víčka 46. Když těleso 41 ventilu stoupá, malé množství chladiva v prostoru mezi tělesem 41 ventilu a uzávěrovou částí 46a tak neprojde propojovacím otvorem 44. Takové zbývající chladivo se stlačí a těleso 41 ventilu je zatlačeno zpět. V tom okamžiku je tlak chladiva, které zůstává v prostoru mezi tělesem 41 ventilu a uzávěrovou částí 46a, stále vyšší než tlak vysokotlakého chladiva, které bylo stlačeno a vytlačeno do vzduchotěsné nádoby 3. Tento tlumící účinek způsobí, že těleso 41 ventilu začne klesat okamžitě poté, co těleso 41 ventilu dokončí stoupání. Těleso 41 ventilu tak dosáhne uzavření a dosedne na sedlovou část 46c tělesa ventilu umístěnou v ložisku 14 hřídele ne později, než nastane požadované načasování dosednutí.

[0076] Kromě toho je v kompresoru 100 podle provedení 1 horizontální vnější průměr propojovacího otvoru 44 nastaven tak, aby byl menší než horizontální vnější průměr tělesa 41 ventilu, a je tak dále zajištěno, aby těleso 41 ventilu nezpůsobovalo uzavření při snížené rychlosti.

[0077] Navíc v kompresoru 100 podle provedení 1 je uvedený jeden konec vodicí dutiny 42, který směřuje ke kompresní komoře 30, vytvořen tak, že se tento jeden konec shoduje s odpovídající koncovou plochou kompresní komory 30 a lícuje s vnitřní stěnou válce 13. Chladivo tak protéká zvětšenou plochou průtokové trasy se sníženým poklesem výtlačného tlaku.

[0078] Dále je v kompresoru 100 podle provedení 1 výtlačná trasa nakonfigurovaná tak, že kompresní komora 30, těleso 41 ventilu a výtlačný vývod 45 jsou uspořádané postupně za sebou. Rovněž bezprostředně po kompresní komoře 30 těleso 41 ventilu uzavře výtlačný vývod 45. Tím se snižuje mrtvý objem v kompresoru 100. Tím se předchází snížení účinnosti kompresoru 100 způsobenému opětovným rozpínáním chladiva.

[0079] Navíc se v kompresoru 100 podle provedení 1 koncová plocha kompresní komory 30 a koncová plocha tělesa 41 ventilu, která směřuje ke kompresní komoře 30, společně vyskytují na téže rovině. Mrtvý objem kompresoru 100 je tak co nejvíce minimalizován a těleso 41 ventilu vystupuje do vnitřku kompresní komory 30 a těleso 41 ventilu se tak nemůže dostat do kolize s valivým pístem 16.

[0080] Kromě toho je v kompresoru 100 podle provedení 1 válcovitá část 46b vodicího víčka 46 vytvořena jako součást oddělená od ložiska 14 hřídele, čímž je konstrukce ložiska 14 hřídele zjednodušena a kompresor 100 je možné vytvořit při nízkých nákladech.

[0081] Navíc je v kompresoru 100 podle provedení 1 v případě, kdy jsou válcovitá část 46b vodicího víčka 46 a ložisko 14 hřídele vytvořeny vzájemně integrálně, zabráněno nevycentrovanosti jádra tělesa 41 ventilu a jádra sedlové části 46c tělesa ventilu, což umožňuje vytvořit kompresor 100 s vysokou spolehlivostí.

[0082] Dále je v kompresoru 100 podle provedení 1 horizontální vnější průměr propojovacího otvoru 44 menší než horizontální vnější průměr tělesa 41 ventilu. Propojovací otvor 44 tak slouží jako zhušťovací vývod a dosahuje se výhodného účinku, při němž se snižovaný tlumící účinek v propojovacím otvoru 44 nesnižuje více nebo se snižuje přesně v navrženém a požadovaném rozsahu. Rovněž když má být výtlačný vývod 45 uzavřen, dosahuje se dalšího výhodného účinku, který podporuje okamžité uzavření tělesem 41 ventilu.

Provedení 2

- 11 CZ 2023 - 185 A3

[0083] Obr. 9 je schéma chladivového okruhu, které schematicky znázorňuje konfiguraci chladivového okruhu v zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 2. Konfigurace a fungování zařízení 200 chladicího cyklu jsou popsány níže s odkazem na obr. 9. Zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 2 je chladivový okruh, ve kterém je jako jedna součást uspořádán libovolný z kompresorů 100 podle provedení 1. Obr. 9 znázorňuje pro účely popisu případ, v němž je uspořádán kompresor 100 podle provedení 1.

[0084] Zařízení 200 chladicího cyklu obsahuje kompresor 100, volič 151 průtokové trasy, první výměník 152 tepla, expanzní zařízení 153 a druhý výměník 154 tepla. Kompresor 100, první výměník 152 tepla, expanzní zařízení 153 a druhý výměník 154 tepla jsou připojeny k sobě vysokotlakou trubkou 155a a nízkotlakou trubkou 155b, a tak tvoří chladivový okruh. Rovněž je na horním proudu kompresoru 100 uspořádána akumulační nádoba 300.

[0085] Kompresor 100 je nakonfigurován ke stlačování nasávaného chladiva do vysokoteplotního a vysokotlakého stavu. Chladivo stlačené v kompresoru 100 je vytlačováno z kompresoru 100 a posíláno do prvního výměníku 152 tepla nebo druhého výměníku 154 tepla.

[0086] Volič 151 průtokové trasy je nakonfigurován tak, aby přepínal příslušné toky chladiva pro chladicí provoz a topný provoz. Jinými slovy se volič 151 průtokové trasy přepíná tak, že jsou kompresor 100 a druhý výměník 154 tepla vzájemně spojeny k zajištění topného provozu a tak, že jsou kompresor 100 a první výměník 152 tepla vzájemně spojeny k zajištění chladicího provozu. Voličem 151 průtokové trasy je výhodně například čtyřcestný ventil. Nicméně se jako volič 151 průtokové trasy může rovněž použít kombinace dvoucestných ventilů a třícestných ventilů.

[0087] První výměník 152 tepla je nakonfigurovaný tak, aby fungoval jako výparník během topného provozu a aby fungoval jako kondenzátor během chladicího provozu. Jinými slovy v případě, kdy první výměník 152 tepla funguje jako výparník, první výměník 152 tepla umožňuje, aby si chladivo o nízké teplotě a nízkém tlaku, které proudí z expanzního zařízení 153, a vzduch dodávaný například neznázorněným zařízením pro dodávání vzduchu vzájemně vyměnily teplo, a kapalné chladivo o nízké teplotě a nízkém tlaku nebo dvoufázové plynné-kapalné chladivo se tak odpařuje. Na druhou stranu v případě, kdy první výměník 152 tepla funguje jako kondenzátor, umožňuje první výměník 152 tepla, aby si chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku vytlačované z kompresoru 100 a vzduch dodávaný například neznázorněným zařízením pro dodávání vzduchu vzájemně vyměnily teplo, a plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku tak kondenzuje. Prvním výměníkem 152 tepla může být rovněž výměník tepla typu chladivo-voda. V tomto případě první výměník 152 tepla umožňuje, aby si chladivo a tepelné médium, jako je voda, vzájemně vyměnily teplo.

[0088] Expanzní zařízení 153 je nakonfigurováno tak, aby zajišťovalo expanzi a odtlakování chladiva, které proudí z prvního výměníku 152 tepla nebo druhého výměníku 154 tepla. Expanzním zařízením 153 je výhodně například součást, jako je elektrický expanzní ventil, který je nakonfigurovaný k úpravě průtoku chladiva. Jako expanzní zařízení 153 je použitelný nejen elektrický expanzní ventil, ale také mechanický expanzní ventil, v němž se jako přijímač tlaku používá membrána, kapilára nebo jiná komponenta.

[0089] Druhý výměník 154 tepla je nakonfigurovaný tak, aby fungoval jako kondenzátor během topného provozu a aby fungoval jako výparník během chladicího provozu. Jinými slovy v případě, kdy druhý výměník 154 tepla funguje jako kondenzátor, druhý výměník 154 tepla umožňuje, aby si chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku vytlačované z kompresoru 100 a vzduch dodávaný například neznázorněným zařízením pro dodávání vzduchu vzájemně vyměnily teplo, a plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku tak kondenzuje. Na druhou stranu v případě, kdy druhý výměník 154 tepla funguje jako výparník, druhý výměník 154 tepla umožňuje, aby si chladivo o nízké teplotě a nízkém tlaku, které proudí z expanzního zařízení 153, a vzduch dodávaný například neznázorněným zařízením pro dodávání vzduchu vzájemně vyměnily teplo, a kapalné

- 12 CZ 2023 - 185 A3 chladivo o nízké teplotě a nízkém tlaku nebo dvoufázové plynné-kapalné chladivo se tak odpařuje. Druhým výměníkem 154 tepla může být rovněž výměník tepla typu chladivo-voda. V tomto případě druhý výměník 154 tepla umožňuje, aby si vzájemně vyměnily teplo chladivo a tepelné médium, jako je voda.

[0090] V zařízení 200 chladicího cyklu je rovněž uspořádána řídicí jednotka 160, která je nakonfigurovaná tak, aby zajišťovala integrované řízení zařízení 200 chladicího cyklu jako celku. Konkrétně řídicí jednotka 160 řídí frekvenci spouštění kompresoru 100 podle požadovaného chladicího výkonu nebo požadovaného topného výkonu. Řídicí jednotka 160 také řídí stupeň otevření expanzního zařízení 153 v závislosti na provozním stavu a zvoleném režimu. Kromě toho řídicí jednotka 160 řídí volič 151 průtokové trasy podle zvoleného režimu.

[0091] Řídicí jednotka 160 řídí akční člen, jako je kompresor 100, expanzní zařízení 153 a volič 151 průtokové trasy podle provozních instrukcí od uživatele a za použití informací posílaných z neznázorněných teplotních senzorů a neznázorněných tlakových senzorů.

[0092] Řídicí jednotka 160 může být tvořena kusem hardware, jako je obvodové zařízení, jež je nakonfigurované k provádění funkcí řídicí jednotky 160 a může být rovněž tvořen aritmetickou jednotkou, jako je mikropočítač a CPU, a softwarem spuštěným na aritmetické jednotce.

[0093] Řídicí jednotka 160 je tvořena samostatným kusem hardware nebo je tvořena centrální procesorovou jednotkou, jež je také označována jako CPU, centrálním procesorem, procesní jednotkou, aritmetickou jednotkou, mikroprocesorem, mikropočítačem a procesorem, a jež je nakonfigurovaná k provádění programu uloženého v paměti. V případě, když je řídicí jednotka 160 samostatným kusem hardware, odpovídá řídicí jednotka 160 například jednomu obvodu, složenému obvodu, aplikačně specifickému integrovanému obvodu (ASIC), programovatelnému hradlovému poli (FPGA) nebo kombinaci těchto výše uvedených komponent. Funkce prováděné řídicí jednotkou 160 mohou být prováděny příslušný kusem hardware. Funkce mohou být také prováděny jedním kusem hardware. V případě, kdy řídicí jednotka 160 je tvořena CPU, jsou funkce prováděné řídicí jednotkou prováděny softwarem, firmwarem nebo kombinací softwaru a firmwaru. Software a firmware jsou popsány jako program a uloženy v paměti. CPU načte a vykonává program uložený v paměti a provádí funkce řídicí jednotky 160. Pamětí zde je například trvalá nebo přechodná polovodičová paměť jako RAM, ROM, paměť typu flash, EPROM a EEPROM. Jedna z funkcí řídicí jednotky 160 může být vykonávána vyhrazeným kusem hardware a další může být prováděna softwarem nebo firmwarem.

[0094] Provoz zařízení 200 chladicího cyklu je popsáno níže společně s průtokem chladiva. Níže je popsáno fungování zařízení 200 chladicího cyklu během chladicího provozu, jako příklad, s odkazem na případ, kdy tekutinou pro výměnu tepla v prvním výměníku 152 tepla a druhém výměníku 154 tepla je vzduch. Na obr. 9 čárkované šipky označují průtok chladiva během chladicího provozu a šipky plnou čarou označují průtok chladiva během topného provozu.

[0095] Kompresor 100 je uveden do chodu a chladivo v plynném stavu o vysoké teplotě a vysokém tlaku je tak vytlačováno z kompresoru 100. Plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku, jež je jednofázové, vypouštěné z kompresoru 100 proudí do prvního výměníku 152 tepla. V prvním výměníku 152 tepla si plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku, které proudí dovnitř, a vzduch dodávaný neznázorněným zařízením pro dodávání vzduchu vzájemně vymění teplo, a tak plynné chladivo o vysoké teplotě a vysokém tlaku zkondenzuje na kapalné chladivo o vysokém tlaku, které je jednofázové.

[0096] Kapalné chladivo o vysokém tlaku odesílané z prvního výměníku 152 tepla je expanzním zařízením 153 převedeno do chladiva ve dvoufázovém stavu nízkotlakého plynného chladiva a kapalného chladiva. Chladivo ve dvoufázovém stavu proudí do druhého výměníku 154 tepla. Ve druhém výměníku 154 tepla si chladivo ve dvoufázovém stavu, které proudí dovnitř, a vzduch dodávaný neznázorněným zařízením pro dodávání vzduchu vzájemně vymění teplo a kapalné

- 13 CZ 2023 - 185 A3 chladivo obsažené v chladivu ve dvoufázovém stavu se tím odpaří a chladivo ve dvoufázovém stavu se přemění na plynné chladivo o nízkém tlaku, které je jednofázové. Plynné chladivo o nízkém tlaku odesílané z druhého výměníku 154 tepla proudí do kompresoru 100 přes akumulační nádobu 300 a je stlačeno do podoby plynného chladiva o vysoké teplotě a vysokém tlaku a je opět vytlačeno z kompresoru 100. Následně se tento cyklus zopakuje.

[0097] Zařízením 200 chladicího cyklu podle provedení 2 je tedy poskytnuto zařízení 200 chladicího cyklu, v němž je použit kompresor 100 s vysokou účinností stlačování.

[0098] Provoz zařízení 200 chladicího cyklu během topného provozu se zajistí přepnutím průtoku chladiva na průtoky označené plnými šipkami znázorněnými na obr. 9 pomocí voliče 151 průtokové trasy.

[0099] Bez použití voliče 151 průtokové trasy uspořádaného ve výtlačné části kompresoru 110 by také mohl průtok chladiva probíhat v konstantním směru.

[0100] Kromě toho příklady použití zařízení 200 chladicího cyklu zahrnují klimatizační zařízení, ohřívač vody, mrazničku a kombinované zařízení pro klimatizaci a ohřev vody.

Provedení 3

[0101] V provedení 3 jsou popsány typy chladiv používaných v zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 2.

[0102] Chladivo používané v zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 3 má nižší hustotu plynu než chladivo R410A. Taková chladiva zahrnují například R134a, R1234yf, R513A, R463A, R290, R454C, R454A, R404A, R448A, R449A, R454B, R452B a R466A.

[0103] Obr. 10 je graf, který znázorňuje hustotu plynu v chladivu nasávaném do kompresoru a hustotu plynu v chladivu vytlačovaném z kompresoru 100 za jmenovitých podmínek provozu kompresoru 100 v typickém chladicím cyklu definovaném v ASHRAE.

[0104] ASHRAE zde je zkratka American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (Americká asociace techniků topení, chlazení a klimatizace). Jmenovité podmínky provozu kompresorů se rovněž všeobecně označují jako podmínky ASHRAE-T. V těchto podmínkách je kondenzační teplota stanovena na 54,4 °C, teplota odpařování je stanovena na 7,2 °C, stupeň podchlazení je stanoven na 8,3 °C a stupeň přehřátí je stanoven na 27,8 °C.

[0105] Obr. 10 udává seznam chladiv R134a, R1234yf, R513A, R463A, R290, R454C, R454A, R404A, R448A, R449A, R454B, R452B a R466A. Tato chladiva mají vždy, jako je znázorněno na obr. 10, nižší hustotu plynu než R410A jak v případě, kdy se chladivo nasává do kompresoru 100, tak v případě, kdy se chladivo vytlačuje z kompresoru 100.

[0106] U tekutiny, jako je plynné chladivo, se typicky zvyšuje pokles tlaku úměrně k rychlosti průtoku tekutiny. Pokud má chladivo cirkulovat při stejné hmotnosti, rychlost průtoku plynu se musí zvýšit, když se hustota sníží. Jinými slovy je u chladiva s nízkou hustotou pokles tlaku vyšší než u chladiva s vysokou hustotou. Takový pokles tlaku je způsobován v různých částech chladicího cyklu. Zejména je tento účinek výrazný na výtlačném ventilu kompresoru a v jiných částech, kde je průtoková trasa úzká a rychlost průtoku tekutiny je vysoká.

[0107] Pokles tlaku v průtokové trase způsobuje ztrátu energie, a tím snižuje účinnost v chladicím cyklu jako celku. Jako výtlačný ventil se v rotačním kompresoru 100 typicky používá jazýčkový ventil. Obr. 11 je diagram, který znázorňuje příklad jazýčkového ventilu 401 v kompresoru 100. Jak je znázorněno na obr. 11, jeden konec jazýčkového ventilu 401 a jeden konec omezovací desky 402 je upevněn v blízkosti výtlačného otvoru 405 uspořádaného v koncové ploše ložiska 14 hřídele

- 14 CZ 2023 - 185 A3 pomocí upevňovacího nýtu 403. Omezovači deska 402 omezuje pohyb jazýčkového ventilu 401. Jazýčkový ventil 401 je uložen na sedlové části 404 a uzavírá výtlačný otvor 405. Jazýčkový ventil 401 je nadzvedáván zvýšením tlaku v kompresní komoře 30. Jazýčkový ventil 401 je, jak je výše popsáno, strukturován tak, že se jazýčkový ventil 401 zvedá od jednoho konce, zdvihová vzdálenost R se mezi koncovou plochou ložiska 14 hřídele a částí, v jejíž blízkosti je jazýčkový ventil 401 upevněn, zkracuje a celá plocha průtokové trasy je zmenšená.

[0108] Obr. 12 je diagram, který znázorňuje zdvihovou vzdálenost R tělesa 41 ventilu v kompresoru 100 používaném v zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 3. Jak je znázorněno na obr. 12, těleso 41 ventilu ve výtlačném mechanismu 40 v kompresoru 100 se pohybuje ve vodicí dutině 42 pomocí pružiny 43 ve vertikálním směru. Zdvihová vzdálenost R je tedy stejnoměrná pro celé těleso 41 ventilu a celá oblast průtokové trasy chladiva je zvětšená a větší než v případě jazýčkového ventilu 401.

[0109] Oblast průtokové trasy chladiva je zvětšená, což znamená snížení rychlosti průtoku na výtlačném vývodu 45 a snížení poklesu tlaku na výtlačném vývodu 45. Takový účinek je výrazný u chladiva, které má nízkou hustotu plynu.

[0110] Zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 3 aplikuje chladivo, jež má nižší hustotu plynu než R410A, které se v současnosti hojně používá ve světě, na zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 2. Zařízení 200 chladicího cyklu podle provedení 3 je tedy nakonfigurováno tak, aby snížilo pokles tlaku a dosáhlo chladicího cyklu s vysokou účinností. Zejména v případě, kdy se jako chladivo používá R290, které má výrazně vyšší hustotu plynu na straně sání a hustotu plynu na straně výtlaku než všechna ostatní chladiva, je zařízení 200 chladicího cyklu nakonfigurováno tak, aby snížilo pokles tlaku a dosáhlo chladicího cyklu s vysokou účinností.

[0111] Jednotlivá provedení byla uvedena výše j ako příklady a jej ich účelem není omezovat rozsah patentových nároků. Provedení je rovněž možné vytvořit v různých jiných podobách a mohou být rovněž částečně vypuštěna, nahrazena nebo změněna v různých podobách, aniž by došlo k odchýlení se od podstaty tohoto vynálezu. Tato provedení a jejich úpravy jsou zahrnuty do rozsahu provedení a podstaty provedení.

Claims (15)

1. Kompresor obsahující:

vzduchotěsnou nádobu;

válec uspořádaný ve vzduchotěsné nádobě, v němž je uspořádána kompresní komora, v níž se stlačuje chladivo;

ložisko hřídele uspořádané ve vzduchotěsné nádobě, ve kterém je uspořádán výtlačný vývod, pro vytlačování chladiva stlačeného v kompresní komoře skrz výtlačný vývod; a výtlačný mechanismus, který má vodicí víčko, jež je uspořádané na ložisku hřídele a má válcovitou část, v níž je otevřená vodicí dutina, těleso ventilu uspořádané ve vodicí dutině a spojovací díl, který je uspořádaný ve vodicí dutině a jímž jsou vodicí víčko a těleso ventilu vzájemně spojeny, přičemž uvedený výtlačný mechanismus je nakonfigurovaný pro otevírání a zavírání výtlačného vývodu při pohybu tělesa ventilu ve vodicí dutině, přičemž, když vnitřní průměr válcovité části ve směru kolmém ke směru pohybu tělesa ventilu ve vodicí dutině je definován jako ar, nejzevnější průměr tělesa ventilu ve směru kolmém ke směru pohybu tělesa ventilu ve vodicí dutině je definován jako br, a vůle mezi vnitřním průměrem ar válcovité části a nejzevnějším průměrem br tělesa ventilu je definována jako Δc, jsou splněny níže uvedené vztahy:

Δc = ar - br, a

1/1000 < Δc/br < 1/100.

2. Kompresor podle nároku 1, přičemž hustota materiálu tělesa ventilu je nižší než hustota oceli.

3. Kompresor podle nároku 1 nebo 2, přičemž alespoň část materiálu tělesa ventilu zahrnuje pryskyřičný materiál.

4. Kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, přičemž povrch tělesa ventilu je potažen kovem.

5. Kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, přičemž těleso ventilu má tvar T v řezu v pohledu ve směru kolmém ke směru pohybu tělesa ventilu.

6. Kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, přičemž těleso ventilu má dutou část v tělese ventilu.

7. Kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, přičemž v případě, kdy těleso ventilu uzavírá výtlačný vývod, má spojovací díl menší délku, než je rovnovážná délka spojovacího dílu.

8. Kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, přičemž ložisko hřídele má sedlovou část tělesa ventilu, která má kuželovitý tvar a na níž dosedá těleso ventilu,

- 16 CZ 2023 - 185 A3 tvar distálního konce tělesa ventilu, který směřuje k sedlové části tělesa ventilu, je kuželovitý tvar, a úhel zkosení kuželovitého tvaru tělesa ventilu se rovná úhlu zkosení kuželovitého tvaru sedlové části tělesa ventilu.

9. Kompresor podle nároku 8, přičemž koeficient lineární roztažnosti ve vztahu k teplotě materiálu tělesa ventilu se liší od koeficientu lineární roztažnosti ve vztahu k teplotě materiálu sedlové části tělesa ventilu.

10. Kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, přičemž ložisko hřídele zahrnuje horní ložisko hřídele a spodní ložisko hřídele, výtlačný mechanismus zahrnuje první výtlačný mechanismus uspořádaný v horním ložisku hřídele a druhý výtlačný mechanismus uspořádaný ve spodním ložisku hřídele, a těleso ventilu ve druhém výtlačném mechanismu je lehčí než těleso ventilu v prvním výtlačném mechanismus.

11. Kompresor podle nároku 10, přičemž spojovací díl zahrnuje pružiny, a pružinová konstanta jedné z pružin ve druhém výtlačném mechanismu je větší než pružinová konstanta další z pružin v prvním výtlačném mechanismu.

12. Kompresor podle nároku 10 nebo 11, přičemž rovnovážná délka jedné z pružin ve druhém výtlačném mechanismu je menší než rovnovážná délka další z pružin v prvním výtlačném mechanismu.

13. Zařízení chladicího cyklu zahrnující:

kompresor podle kteréhokoli z nároků 1 až 12;

první výměník tepla;

expanzní zařízení; a druhý výměník tepla, přičemž, zařízení chladící cyklu je uspořádané pro cirkulaci chladiva kompresorem, prvním výměníkem tepla, expanzním zařízením a druhým výměníkem tepla.

14. Zařízení chladicího cyklu podle nároku 13, přičemž chladivem je chladivo, které má nižší hustotu plynu než R410A.

15. Zařízení chladicího cyklu podle nároku 14, přičemž chladivem je R290.