DE102012022615A1

DE102012022615A1 - Scroll-Kälteverdichter

Info

Publication number: DE102012022615A1
Application number: DE102012022615A
Authority: DE
Inventors: Pierre Ginies; Dominique Gross; Christophe Ancel; Yves Rosson
Original assignee: Danfoss Commercial Compressors SA
Current assignee: Danfoss Commercial Compressors SA
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2013-06-06
Anticipated expiration: 2032-11-20
Also published as: US20130136642A1; US9506470B2; DE102012022615B4; CN103133345A; CN103133345B

Abstract

Dieser Scroll-Kälteverdichter umfasst einen dichten Behälter, der mindestens teilweise eine Förderkammer begrenzt, die dazu bestimmt ist, mit einer Förderleitung verbunden zu sein, und ein Druckventil (23), das auf dem dichten Behälter befestigt ist und fluidmäßig mit der Förderkammer verbunden, ist. Das Druckventil umfasst einen Ventilkörper (24), einen Ventilsitz (29) und eine Druckklappe (31), die zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung bewegbar ist. Das Druckventil (23) umfasst Ablenkmittel (71), die im Ventilkörper (24) angeordnet und ausgebildet sind, um einen Kältemittelstrom von der Förderleitung zumindest teilweise zum Umfang der Druckklappe (31) zu lenken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scroll-Kälteverdichter.
Das Dokument US 7 721 757 offenbart einen Scroll-Kälteverdichter, der einen dichten Behälter aufweist, der eine Ansaugkammer und eine Förderkammer aufweist, die durch eine Kompressionsetage getrennt sind, die ein stationäres Spiralgehäuse und ein bewegliches Spiralgehäuse umfasst, das gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung angetrieben wird. Der Verdichter weist ferner ein Druckventil auf, das auf dem dichten Behälter befestigt und fluidmäßig mit der Förderkammer verbunden ist, wobei das Druckventil umfasst:

– einen Ventilkörper,
– einen Ventilsitz,
– eine zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe auf dem Ventilsitz abstützt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe vom Ventilsitz entfernt ist, bewegbare Druckklappe,
– ein Rückholorgan, das ausgebildet ist, um die Druckklappe in ihre Verschlussstellung zurückzuholen, und
– ein Stützorgan, das im Ventilkörper angeordnet ist und ausgebildet, um die Rückholmittel und die Druckklappe zu stützen und um die Druckklappe zwischen ihrer Verschluss- und Freigebestellung zu führen.

Ein derartiges Druckventil erlaubt, einen Rückfluss von Hochdruck-Kältemittel in die Förderkammer zu vermeiden, der bei einer Betriebsunterbrechung des Verdichters eine für das bewegliche Spiralgehäuse negative umgekehrte Bewegung verursachen könnte.
Jedoch könnte bei einem Rückfluss von Hochdruck-Kältemittel in Richtung der Druckklappe diese Druckklappe heftig auf den Ventilsitz aufschlagen, was zu einer Beschädigung des Ventilsitzes und der Druckklappe und damit zu Leckagen führen könnte, die die Zuverlässigkeit des Verdichters beeinträchtigen können.
Daneben können in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen des Verdichters hinter der Druckklappe Turbulenzen entstehen, was zu wiederholten Bewegungen der Druckklappe führen kann, die einen vorzeitigen Verschleiß des Druckventils und der Anschläge verursachen können.
Außerdem kann, wenn der Verdichter, der ein derartiges Druckventil umfasst, ein Verdichter mit variabler Geschwindigkeit ist, durch den Betrieb des Verdichters in einer niedrigen Geschwindigkeit die Stabilität der Druckklappe stark beeinträchtigt werden.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteilen abzuhelfen.
Das technische Problem an der Basis der Erfindung besteht also darin, einen Scroll-Kälteverdichter bereitzustellen, der ein Druckventil mit einer einfachen, wirtschaftlichen und zuverlässigen Struktur aufweist.
Zu diesem Zweck betrifft die vorliegende Erfindung einen Scroll-Kälteverdichter, der einen dichten Behälter umfasst, der eine Förderkammer mindestens teilweise begrenzt, die dazu bestimmt ist, mit einer Förderleitung verbunden zu sein, und ein Druckventil, das auf dem dichten Behälter befestigt ist und fluidmäßig mit der Förderkammer verbunden, wobei das Druckventil umfasst:

– einen Ventilkörper,
– einen Ventilsitz,
– eine zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe auf dem Ventilsitz abstützt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe vom Ventilsitz entfernt ist, bewegbare Druckklappe, und
– Führungsmittel, die im Ventilkörper angeordnet und ausgebildet sind, um die Druckklappe zwischen ihrer Verschluss- und ihrer Freigabestellung zu führen,

So wird bei einem Rückfluss von Hochdruck-Kältemittel aus der Förderleitung ein großer Teil des Kältemittels von den Ablenkmitteln an den Umfang der Druckklappe umgeleitet. Damit erlauben die Ablenkmittel, ein direktes Einwirken eines großen Teils des Kältemittels hinter der Druckklappe zu vermeiden und damit die Verlagerungsgeschwindigkeit der Druckklappe in ihre Verschlussstellung zu begrenzen. Daraus ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Heftigkeit des Stoßes der Druckklappe auf den Ventilsitz. Diese Anordnungen erlauben einerseits, die Unversehrtheit der Druckklappe und des Ventilsitzes zu bewahren und dadurch die Zuverlässigkeit des Druckventils zu verbessern und andererseits, die Geräusche, die vom Druckventil beim Schließen der Druckklappe verursacht werden, zu verringern.
Ferner erlauben die Ablenkmittel, das Auftreten von Turbulenzen hinter der Druckklappe zu begrenzen und damit den Verschleiß des Druckventils zu begrenzen und die Geräusche, die von diesem im Betrieb verursacht werden, zu verringern.
Daneben erlaubt die Herstellung von Führungsmitteln aus zwei Metallteilen, die Herstellung des Druckventils erheblich zu vereinfachen, da die Führungsmittel komfortabel und schnell durch derartiges Schneiden eines Blechs herstellbar sind, bei dem zwei Metallteile gebildet werden, und durch Verbinden derselben. Daraus ergibt sich eine erhebliche Verringerung der Herstellungskosten des Druckventils.
Daneben werden durch die Herstellung der Führungsmittel aus zwei Metallteilen Lastverluste des Druckventils begrenzt und damit die Leistungsfähigkeit des Verdichters verbessert.
Die Ablenkmittel sind in vorteilhafter Weise im Verhältnis zur Druckklappe gegenüber dem Ventilsitz angeordnet. Beispielsweise erstrecken sich die Ablenkmittel etwa parallel zur Druckklappe.
Vorzugsweise sind die Ablenkmittel und die Druckklappe etwa koaxial angeordnet. Die Ablenkmittel erstrecken sich in vorteilhafter Weise quer zur Achse des Druckventils.
In bevorzugter Weise begrenzen die Ablenkmittel und der Ventilkörper mindestens einen peripheren Fließdurchgang. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung begrenzen die Ablenkmittel und der Ventilkörper eine Vielzahl von peripheren Fließdurchgängen, die um die Ablenkmittel verteilt sind. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung begrenzen die Ablenkmittel und der Ventilkörper einen ringförmigen peripheren Fließdurchgang.
Vorzugsweise begrenzen die Ablenkmittel einen Verschlusssektor, der zirka mindestens 30% des Verschlusssektors der Druckklappe, und beispielsweise zirka mindestens 50%, ja sogar mindestens 70% des Verschlusssektors der Druckklappe entspricht. Gemäß einer Ausführungsform begrenzen die Ablenkmittel einen Verschlusssektor, der etwa dem der Druckklappe entspricht.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung weisen die Ablenkmittel mindestens eine axiale Anschlagfläche auf, auf der sich die Druckklappe in Freigabestellung bestimmungsgemäß abstützt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung begrenzt der Ventilkörper eine Durchgangsöffnung, wobei der Ventilsitz auf dem Ventilkörper um die Durchgangsöffnung ausgebildet ist.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weist das Druckventil ein Anschlagorgan auf, das auf dem Ventilkörper montiert ist und et eine Durchgangsöffnung begrenzt, wobei der Ventilsitz auf dem Anschlagorgan um die Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Diese Anordnungen erlauben, den Ventilsitz und den Ventilkörper unabhängig herzustellen, was erlaubt, problemlos einen unterschiedlichen Oberflächenzustand zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilkörper herzustellen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind das erste und das zweite Metallteil ausgebildet, um sich auf dem Anschlagorgan abzustützen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Ablenkmittel auf den Führungsmitteln montiert. Dadurch können die Ablenkmittel beispielsweise auf dem Führungsmitteln befestigt sein oder mit diesem aus einem Stück hergestellt werden.
Die Verbindungsabschnitte sind vorzugsweise derart miteinander verbunden, dass ein etwa kreuzförmiger Querschnitt entsteht.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen das erste und das zweite Metallteil ein etwa identisches Außenprofil auf. Diese Anordnungen erlauben, das erste und das zweite Metallteil mit Hilfe desselben Schneidwerkzeugs zu schneiden, was die Herstellung des Druckventils weiterhin erleichtert.
Vorzugsweise weist mindestens eines des ersten und zweiten Metallteils mindestens einen Umschlag auf, der sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt erstreckt, wobei mindestens ein Umschlag die Ablenkmittel bildet. Sowohl das erste als auch das zweite Metallteil weist in vorteilhafter Weise zwei Umschläge auf, die sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt und einander gegenüber erstrecken, wobei die Umschläge des ersten und des zweiten Metallteils die Ablenkmittel bilden.
Jeder Umschlag erstreckt sich vorzugsweise etwa parallel zur Druckklappe und insbesondere etwa senkrecht zum entsprechenden Verbindungsabschnitt.
Der Verbindungsabschnitt sowohl des ersten als auch des zweiten Metallteils weist in vorteilhafter Weise einen ersten Rand auf, der in Richtung der Druckklappe gedreht ist, und einen zweiten Rand, der dem ersten Rand gegenüberliegt. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich jeder Umschlag ab dem ersten Rand des jeweiligen Verbindungsabschnitts. Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich jeder Umschlag ab dem zweiten Rand des jeweiligen Verbindungsabschnitts.
Die verschiedenen Umschläge sind vorzugsweise ausgebildet, um einen Ablenkschirm zu bilden, der etwa eine Tellerform aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Ventilkörper eine axiale Anschlagfläche auf, auf der sich jedes des ersten und zweiten Metallteils bestimmungsgemäß abstützt, und vorzugsweise der Verbindungsabschnitt jedes des ersten und zweiten Metallteils. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der zweite Rand des Verbindungsabschnitts jedes des ersten und zweiten Metallteils dazu bestimmt, sich auf der axialen Anschlagfläche, die auf dem Ventilkörper ausgebildet ist, abzustützen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Verbindungsabschnitte des ersten und zweiten Metallteils etwa parallel zur Längsachse des Druckventils.
Vorzugsweise ist die Schnittachse der Verbindungsabschnitte des ersten und zweiten Metallteils etwa parallel und in vorteilhafter Weise etwa ineinander übergehend mit der Längsachse des Druckventils.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Verbindungsabschnitte des ersten und zweiten Metallteils etwa senkrecht zueinander.
In vorteilhafter Weise weist sowohl das erste als auch das zweite Metallteil zwei seitliche Arme auf, die sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt erstrecken und ausgebildet sind, um die Druckklappe zwischen ihrer Verschluss- und Freigabestellung zu führen. Jeder seitlicher Arm weist vorzugsweise mindestens einen ersten, etwa ebenen Abschnitt auf, der sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt erstreckt. Der erste Abschnitt jedes seitlichen Arms erstreckt sich beispielsweise etwa parallel zum jeweiligen Verbindungsabschnitt, und insbesondere in der Ebene des jeweiligen Verbindungsabschnitts.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist jeder seitliche Arm einen Führungsabschnitt auf, der sich ab einem inneren Rand des jeweiligen ersten Abschnitts erstreckt, wobei jeder Führungsabschnitt ausgebildet ist, um die Druckklappe zwischen ihrer Verschluss- und Freigabestellung zu führen. Jeder Führungsabschnitt kann beispielsweise etwa eben sein und sich beispielsweise etwa senkrecht zum jeweiligen ersten Abschnitt erstrecken. Jeder Führungsabschnitt kann beispielsweise etwa kreisbogenförmig gebogen sein.
Die seitlichen Arme des ersten und zweiten Metallteils sind Vorzugsweise ausgebildet, um sich auf dem Anschlagorgan abzustützen.
Das Anschlagorgan kann beispielsweise eine ringförmige Nut aufweisen, die sich um den Ventilsitz erstreckt und ausgebildet ist, um Endabschnitte der seitlichen Arme aufzunehmen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist jeder seitliche Arm einen zweiten Abschnitt auf, der sich in der Verlängerung des jeweiligen ersten Abschnitts erstreckt, wobei der zweite Abschnitt jedes seitlichen Arms ausgebildet ist, um in der ringförmigen Nut des Anschlagorgans aufgenommen zu sein. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich der Innenrand des zweiten Abschnitts jedes seitlichen Arms in der Kontinuität des Innenrands des jeweiligen ersten Abschnitts. Der zweite Abschnitt jedes seitlichen Arms weist vorzugsweise eine Breite auf, die geringer ist als die Breite des jeweiligen ersten Abschnitts.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung weist der Ventilkörper einen rohrförmigen Montageabschnitt auf, auf dem das Anschlagorgan montiert ist. Das erste und das zweite Metallteil sind in vorteilhafter Weise konfiguriert, um vor der Montage des Anschlagorgans auf dem Montageabschnitt in den Ventilkörper durch den Montageabschnitt des Ventilkörpers eingeführt zu sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist jeder Verbindungsabschnitt mindestens eine Verbindungskerbe auf, wobei die Verbindungskerben ausgebildet sind, um die Verbindung der Verbindungsabschnitte zu erlauben. In vorteilhafter Weise weist der Verbindungsabschnitt des ersten Metallteils eine erste Verbindungskerbe auf und der Verbindungsabschnitt des zweiten Metallteils weist eine zweite Verbindungskerbe auf, wobei die erste und die zweite Verbindungskerbe ausgebildet sind, um die Verbindung der Verbindungsabschnitte des ersten und zweiten Metallteils zu erlauben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mündet eine der ersten und zweiten Verbindungskerbe in einen ersten Rand des jeweiligen Verbindungsabschnitts, und die andere der ersten und zweiten Verbindungskerbe mündet in den zweiten Rand des jeweiligen Verbindungsabschnitts. Vorzugsweise weist die erste und zweite Verbindungskerben etwa identische Abmessungen auf, und insbesondere etwa identische Breiten und etwa identische Tiefen, wobei die Breite jeder Kerbe etwa der Dicke der Metallteile entspricht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen die Führungsmittel mindestens eine axiale Anschlagfläche auf, auf der sich die Druckklappe in Freigabestellung bestimmungsgemäß abstützen. Jedes des ersten und zweiten Metallteils weist beispielsweise mindestens eine axiale Anschlagfläche auf, auf der sich die Druckklappe in Freigabestellung bestimmungsgemäß abstützen. Der Verbindungsabschnitt jedes des ersten und zweiten Metallteils weist beispielsweise eine axiale Anschlagfläche auf, auf der sich die Druckklappe in Freigabestellung bestimmungsgemäß abstützen. Jede axiale Anschlagfläche für die Druckklappe ist damit in vorteilhafter Weise auf dem ersten Rand des jeweiligen Verbindungsabschnitts ausgebildet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Führungsmittel mindestens ein drittes Metallteil auf, das einen etwa ebenen Verbindungsabschnitt umfasst, wobei die Verbindungsabschnitte miteinander derart verbunden sind, dass sie einen etwa polygonalen Querschnitt wie den einen Dreiecks aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Ablenkmittel einen Ablenkschirm auf. Der Ablenkschirm kann von einer konischen oder flachen Scheibe gebildet sein. Der Ablenkschirm kann ebenfalls die Form einer Schale haben, deren Kavität in Richtung der Druckklappe ausgerichtet ist. Der Ablenkschirm kann ebenfalls etwa eine Tellerform aufweisen.
Der ringförmige Fließdurchgang ist in vorteilhafter Weise von der Innenwand des Ventilkörpers und dem peripheren Außenrand des Ablenkschirms begrenzt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Druckventil eine allgemeine Tellerform auf.
In vorteilhafter Weise umfasst das Druckventil Rückholmittel, die ausgebildet sind, um die Druckklappe in ihre Verschlussstellung zurückzuholen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Führungsmittel mindestens eine axiale Abstützfläche für die Rückholmittel auf. Beispielsweise weist jedes des ersten und zweiten Metallteils mindestens eine axiale Abstützfläche auf, auf der sich die Rückholmittel bestimmungsgemäß abstützen. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist jeder Montageabschnitt des ersten und zweiten Metallteils mindestens eine axiale Abstützfläche auf, auf der sich die Rückholmittel bestimmungsgemäß abstützen. Der Montageabschnitt jedes des ersten und zweiten Metallteils kann beispielsweise zwei axiale Abstützflächen aufweisen, auf denen sich die Rückholmittel bestimmungsgemäß abstützen. Jede axiale Abstützfläche ist in vorteilhafter Weise auf dem ersten Rand des jeweiligen Verbindungsabschnitts ausgebildet.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung weisen die Ablenkmittel mindestens eine axiale Abstützfläche für die Rückholmittel auf. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung bildet jeder Umschlag des ersten und zweiten Metallteils eine axiale Abstützfläche für die Rückholmittel.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Führungsmittel ausgebildet, um die Rückholmittel zu tragen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weisen die Rückholmittel eine Spiralfeder auf. Die Spiralfeder kann beispielsweise flache Windungen haben.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Verbindungsabschnitt jedes des ersten und zweiten Metallteils zwei Aussparungen auf, die ausgebildet sind, um die Rückholmittel aufzunehmen, wobei der Boden jeder Aussparung eine axiale Abstützfläche für die Rückholmittel bildet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Druckventil derart konfiguriert, dass sich die Druckklappe, der Ventilsitz und die Ablenkmittel in der Förderkammer erstrecken.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das Druckventil derart konfiguriert, dass sich die Druckklappe, der Ventilsitz und die Ablenkmittel außerhalb des dichten Körpers des Verdichters erstrecken.
Der Ventilkörper kann beispielsweise einen rohrförmigen Anschlussabschnitt aufweisen, der in eine Drucköffnung eingesetzt ist, die in den dichten Behälter eingearbeitet ist, wobei die Drucköffnung in die Förderkammer mündet.
Die Erfindung wird auf jeden Fall mit Hilfe der folgenden Beschreibung, die sich auf die schematische Zeichnung in der Anlage bezieht, gut verstanden werden, wobei diese nicht beschränkende Beispiele mehrerer Ausführungsformen dieses Scroll-Kälteverdichters darstellt.
1 ist eine Längsschnittansicht eines Scroll-Kälteverdichters gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
2 ist eine Teilschnittansicht eines Druckventils des Verdichters der 1.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht des Druckventils der 2.
4 ist eine perspektivische Ansicht von zwei miteinander verbundenen Metallteilen, die zum Druckventil der 2 gehören.
5 ist eine Draufsicht auf ein Blech, aus dem gerade zwei Metallteile der 4 zugeschnitten werden.
6 ist eine Schnittansicht eines Druckventils gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere die Klappe desselben in Freigabestellung zeigt.
7 ist eine perspektivische Ansicht von zwei miteinander verbundenen Metallteilen, die zum Druckventil der 6 gehören.
8 ist eine perspektivische Ansicht von zwei miteinander verbundenen Metallteilen, die zu einem Druckventil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung gehören.
9 eine perspektivische Ansicht eines Metallteils, das zu einem Druckventil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung gehört.
Die 1 beschreibt einen Scroll-Kälteverdichter in einer vertikalen Stellung. Jedoch kann der erfindungsgemäße Verdichter eine geneigte oder eine horizontale Stellung einnehmen, ohne dass die Struktur signifikant geändert werden muss.
Der auf der 1 dargestellte Verdichter umfasst einen dichten Behälter 2, der von einem Mantel 3 begrenzt wird, dessen oberes und unteres Ende jeweils durch einen Deckel 4 und eine Basis 5 verschlossen sind. Die Montage des dichten Behälters 2 kann vor allem durch Schweißnähte erfolgen.
Der dichte Behälter 2 begrenzt eine Niederdruck-Ansaugkammer 6 und eine Hochdruck-Förderkammer 7, die durch eine Kompressionsetage 8 getrennt sind.
Der dichte Behälter 2 umfasst eine Einlassöffnung 9, die in die Ansaugkammer 6 mündet, um Kältemittel zum Verdichter zu führen, und eine Drucköffnung 11, die in die Förderkammer 7, um das Kältemittel aus dem Verdichter zu befördern.
Die Kompressionsetage 8 umfasst ein stationäres Spiralgehäuse 12, das einen Teller 13 aufweist, ab dem sich eine nach unten zeigende stationäre Spirale 14 erstreckt, und ein bewegliches Spiralgehäuse 15, das einen Teller 16 aufweist, ab dem sich eine nach oben zeigende Spirale 17 erstreckt. Die beiden Spiralen 14 und 17 der zwei Spiralgehäuse durchdringen sich gegenseitig, um Kompressionskammern 18 mit variablem Volumen auszubilden. Der Verdichter umfasst eine rotierende Antriebswelle 19, die ausgebildet ist, um das bewegliche Spiralgehäuse 15 gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung anzutreiben, und einen Elektromotor 21, der ausgebildet ist, um die Antriebswelle 19 rotierend anzutreiben.
Bei der kreisbahnförmigen Bewegung des beweglichen Spiralgehäuses 15 definieren die Kompressionskammern 18 ein Volumen, das vom Umfang der Kompressionsetage 8, von wo das Kältemittel in die Kompressionskammern 18 gelangt, zum Zentrum der Kompressionsetage 8, von wo das verdichtete Fluid in Richtung der Förderkammer 7 über eine in den zentralen Abschnitt des stationären Spiralgehäuses 12 eingearbeitete Förderleitung 22 austritt, schrittweise abnimmt.
Der Verdichter umfasst ferner ein Druckventil 23, das auf dem dichten Behälter 2 befestigt und fluidmäßig mit der Förderkammer 7 verbunden ist.
Das Druckventil 23 umfasst einen rohrförmigen Ventilkörper 24, der einen Fluid-Fließdurchgang begrenzt. Der Ventilkörper 24 umfasst einen Verbindungsabschnitt 25, der in der Drucköffnung 11 montiert ist. Der Verbindungsabschnitt 25 steht außerhalb des dichten Behälters 2 hervor und dient zur Montage eines Druckanschlusses 26, der für den Anschluss einer Förderleitung bestimmt ist, die mit einem Kühl- oder Kältesystem verbunden ist. Der Ventilkörper 24 weist eine Durchgangsöffnung 27 auf, die in die Förderkammer 7 mündet, und begrenzt eine Ventilkammer 28.
Das Druckventil 23 umfasst ferner einen ringförmigen Ventilsitz 29, der auf dem Ventilkörper 24 um die Durchgangsöffnung 27 ausgebildet ist.
Das Druckventil 23 umfasst ebenfalls eine tellerförmige Druckklappe 31, wobei die Druckklappe 31 zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe 31 auf dem Ventilsitz 29 abstützt, und einer Freigabestellung (siehe 2), in der die Druckklappe 31 vom Ventilsitz 29 entfernt ist, bewegbar ist.
Das Druckventil 23 umfasst zusätzlich ein Rückholorgan 35, das ausgebildet ist, um die Druckklappe 31 in ihre Verschlussstellung zurückzuholen. Das Rückholorgan 35 kann beispielsweise eine Spiralfeder sein.
Das Druckventil 23 umfasst ebenfalls ein Stützorgan 36, das im Ventilkörper 24 angeordnet ist und ausgebildet, um das Rückholorgan 35 und Druckklappe 31 zu stützen und um die Druckklappe 31 zwischen ihrer Verschluss- und Freigabestellung zu führen. Das Druckventil 23 ist derart konfiguriert, dass sich das Stützorgan 36, die Druckklappe 31 und der Ventilsitz 29 in der Förderkammer 7 erstrecken.
Das Stützorgan 36 wird von einem ersten und einem zweiten Metallteil 52, 53 gebildet, die eine zentrale Aufnahme 54 begrenzen, die ausgebildet ist, um das Rückholorgan 35 und die Druckklappe 31 unterzubringen. Das erste und das zweite Metallteil 52, 53 erstrecken sich parallel zur Längsachse A des Druckventils 23 und senkrecht im Verhältnis zueinander. Vorzugsweise fällt die Schnittachse des ersten und zweiten Metallteils 52, 53 mit der Längsachse A des Druckventils 23 zusammen.
Sowohl das erste als auch das zweite Metallteil 52, 53 weist einen Verbindungsabschnitt 55, 56 allgemein rechteckiger Form auf, und zwei etwa parallele seitliche Arme 57, 58, die sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt erstrecken und ausgebildet sind, um die Druckklappe 31 zwischen ihrer Verschluss- und Freigabestellung zu führen.
Der Verbindungsabschnitt 55, 56 sowohl des ersten als auch des zweiten Metallteils 52, 53 weist einen ersten Rand 55a, 56a auf, der in Richtung der jeweiligen seitlichen Armen gedreht ist, und einen zweiten Rand 55b, 56b, der dem ersten Rand gegenüberliegt.
Die Verbindungsabschnitte 55, 56 des ersten und zweiten Metallteils 52, 53 sind derart miteinander verbunden, dass sie einen etwa kreuzförmigen Querschnitt aufweisen. Zur Gewährleistung einer derartigen Verbindung weist der Verbindungsabschnitt 55 des ersten Metallteils 52 eine erste Verbindungskerbe 59 auf, die in den zweiten Rand 55b des Verbindungsabschnitts 55 mündet, und der Verbindungsabschnitt 56 des zweiten Metallteils 53 weist eine zweite Verbindungskerbe 61 auf, die in den ersten Rand 56a des Verbindungsabschnitts 56 mündet.
Wie auf der 2 gezeigt, weisen das erste und das zweite Metallteil 52, 53 jeweils ein Außenprofil auf, das zum Innenprofil des Ventilkörpers 24 komplementär ist.
Der Ventilkörper 24 weist ebenfalls einen Montageabschnitt 62 auf, der dem Verbindungsabschnitt 25 gegenüberliegt, auf dem ein ringförmiges Anschlagorgan 63 montiert ist, das die Durchgangsöffnung 27 begrenzt und auf dem der Ventilsitz 29 ausgebildet ist.
Das erste und das zweite Metallteil 52, 53 stützen sich jeweils einerseits auf dem Anschlagorgan 63 und andererseits auf dem Ventilkörper 24 ab. Insbesondere der Ventilkörper 24 weist eine axiale Anschlagfläche 64 (siehe 2), auf der sich der zweite Rand 55b, 56b des Verbindungsabschnitts 55, 56 sowohl des ersten als auch des zweiten Metallteils 52, 53 abstützt, und das Anschlagorgan 63 weist eine axiale Anschlagfläche 65 auf, auf der sich die seitlichen Arme 57, 58 des ersten und zweiten Metallteils abstützen.
Jeder seitliche Arm 57, 58 weist einen Übergangsabschnitt 57a, 58a auf, der sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt erstreckt, und einen Endabschnitt 57b, 58b, der sich in der Verlängerung des jeweiligen Übergangsabschnitts 57a, 58a erstreckt und eine Breite aufweist, die geringer ist als die des jeweiligen Übergangsabschnitts. Der Endabschnitt 57b, 58b jedes seitlichen Arms 57, 58 weist einen inneren Rand auf, der sich in der Kontinuität des inneren Rands des jeweiligen Übergangsabschnitts 57a, 58a erstreckt. Das Anschlagorgan 63 weist in vorteilhafter Weise eine ringförmige Nut 66 auf, die sich um den Ventilsitz 29 erstreckt und ausgebildet ist, um die Endabschnitte 57b, 58b der seitlichen Arme 57, 58 aufzunehmen.
Sowohl das erste als auch das zweite Metallteil 52, 53 weist zwei Umschläge 67, 68 auf, die sich ab dem ersten Rand 55a, 56a des jeweiligen Verbindungsabschnitts 55, 56 und zueinander entgegengesetzt erstrecken. Die Umschläge 67, 68 des ersten und zweiten Metallteils 52, 53 erstrecken sich etwa senkreich zu den Verbindungsabschnitten 55, 56. Jeder Umschlag 67, 68 weist etwa eine Vierteltellerform auf. Jeder Umschlag 67, 68 des ersten und zweiten Metallteils 52, 53 bildet eine axiale Stützfläche für das Rückholorgan 35.
Schließlich umfasst das Druckventil 23 Ablenkmittel, die ausgebildet sind, um einen Kältemittelstrom von der Förderleitung zumindest teilweise zum Umfang der Druckklappe 31 zu lenken.
Gemäß der Ausführungsform, die auf den 1 bis 4 dargestellt ist, werden die Ablenkmittel von den Umschlägen 67, 68 des ersten und zweiten Metallteils 52, 53 gebildet. Die Umschläge 67, 68 des ersten und zweiten Metallteils 52, 53 bilden damit einen etwa tellerförmigen Ablenkschirm 71. Der Ablenkschirm 71 begrenzt einen Verschlusssektor, der etwa dem Verschlusssektor der Druckklappe 31 entspricht. Der Ablenkschirm 71, der Ventilkörper 24 und die Metallteile 52, 53 begrenzen eine Vielzahl peripherer Fließdurchgänge 51, die um den Ablenkschirm 71 verteilt sind.
Es folgt eine Beschreibung der Funktion des Scroll-Verdichters.
Wenn der erfindungsgemäße Scroll-Verdichter in Gang gesetzt wird, wird das bewegliche Spiralgehäuse 12 von der Antriebswelle 19 gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung angetrieben, wobei diese Bewegung des beweglichen Spiralgehäuses dazu führt, dass Kältemittel in die Kompressionskammern mit variablem Volumen 18 aufgenommen und verdichtet wird. Dieses verdichtete Kältemittel gelangt über die Förderleitung 22 in das Zentrum der Spiralgehäuse, fließt in die Förderkammer 7 und durch die Durchgangsöffnung 27, verlagert die Druckklappe 31 gegen die vom Rückholorgan 35 ausgeübte Rückholkraft in ihre Freigabestellung und fließt dass in die Ventilkammer 28 und durch den Fließdurchgang 51 aus dem Verdichter.
Wenn der erfindungsgemäße Scroll-Verdichter angehalten wird, beansprucht das Rückholorgan 35 die Druckklappe 31 in ihre Verschlussstellung, wodurch ein Rückfluss von Kältemittel unter hohem Druck in die Förderkammer 7 vermieden wird.
Bei einem Rückfluss von Kältemittel unter hohem Druck in Richtung der Druckklappe 31 wird das Kältemittel vom Ablenkschirm 71 in Richtung des Umfangs des Verschlussabschnitts der Druckklappe 31 umgeleitet. Damit erlauben diese Anordnungen, die Heftigkeit des Stoßes der Druckklappe 31 auf den Druckventilsitz 29 zu begrenzen und damit die Unversehrtheit der Druckklappe 31 und des Ventilsitzes 29 dauerhaft zu bewahren.
Die 6 und 7 zeigen ein Druckventil 23 gemäß einer zweiten Ausführungsform, die sich von der, die auf den 1 bis 4 dargestellt ist, im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der Verbindungsabschnitt 55, 56 sowohl des ersten als auch des zweiten Metallteils 52, 53 zwei Aussparungen 72, 73 aufweist, die zur Seite der seitlichen Arme 57, 58 münden und ausgebildet sind, um das Rückholorgan 35 aufzunehmen, wobei der Boden jeder Aussparung 72, 73 für das Rückholorgan 35 eine axiale Stützfläche 72a, 73a bildet, und dadurch, dass jeder Umschlag 67, 68 eine axiale Anschlagfläche bildet, auf der die Druckklappe 31 in Freigabestellung bestimmungsgemäß anschlägt.
Die 8 zeigt das erste und das zweite Metallteil 52, 53 eines Druckventil gemäß einer dritten Ausführungsform, die sich von der unterscheidet, die auf den 1 bis 4 dargestellt ist, im Wesentlichen dadurch, dass sich die Umschläge 67, 68 ab dem zweiten Rand 55b, 56b des jeweiligen Verbindungsabschnitts 55, 56 erstrecken. Gemäß dieser Ausführungsform bildet der erste Rand 55a, 56a des Verbindungsabschnitts 55, 56 sowohl des ersten als auch des zweiten Metallteils 52, 53 eine axiale Stützfläche für das das Rückholorgan 35.
Die 9 zeigt ein Druckventil gemäß einer vierten Ausführungsform, die sich von der, die auf den 1 bis 4 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass das Stützorgan 36 von einem um sich selbst gebogenen Metallteil 74 gebildet wird. Das Metallteil 74 weist einen Basisabschnitt 75 und vier seitliche Arme 76 auf, die sich ab dem Basisabschnitt 75 erstrecken und ausgebildet sind, um die Druckklappe 31 zwischen ihrer Verschluss- und Freigabestellung zu führen.
Das Metallteil 74 weist ferner zwei Umschläge 77, 78 auf, die sich ab einem Rand des Basisabschnitts 75 und zueinander gegenüber erstrecken. Die Umschläge 77, 78 erstrecken sich etwa senkrecht zum Basisabschnitt 75. Jeder Umschlag 77, 78 weist etwa eine Halbtellerform auf. Damit bilden die Umschläge 77, 78 einen etwa tellerförmigen Ablenkschirm 79. Gemäß dieser Ausführungsform bildet jeder Umschlag 77, 78 eine axiale Stützfläche für das Rückholorgan 35.
Es versteht sich von selbst, dass sich die Erfindung nicht nur auf die hier oben beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen dieses Scroll-Kälteverdichters beschränkt, sondern im Gegenteil alle seine Ausführungsvarianten umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 7721757 [0002]

Claims

Scroll-Kälteverdichter, der einen dichten Behälter (2) umfasst, der eine Förderkammer (7) mindestens teilweise begrenzt, die dazu bestimmt ist, mit einer Förderleitung verbunden zu sein, und ein Druckventil (23), das auf dem dichten Behälter befestigt ist und fluidmäßig mit der Förderkammer (7) verbunden, wobei das Druckventil umfasst: – einen Ventilkörper (24), – einen Ventilsitz (29), – eine zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe (31) auf dem Ventilsitz (29) abstützt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe (31) vom Ventilsitz (29) entfernt ist, bewegbare Druckklappe (31), – Führungsmittel (36), die im Ventilkörper (24) angeordnet und ausgebildet sind, um die Druckklappe zwischen ihrer Verschluss- und ihrer Freigabestellung zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckventil (23) Ablenkmittel (44, 71, 79) umfasst, die im Ventilkörper (24) angeordnet und ausgebildet sind, um einen Strom Kältemittel aus der Förderleitung mindestens teilweise zum Umfang der Druckklappe (31) zu lenken, und dass die Führungsmittel mindestens ein erstes und ein zweites Metallteil (52, 53) aufweisen, die jeweils einen etwa ebenen Verbindungsabschnitt (55, 56) umfassen, wobei die Verbindungsabschnitte (55, 56) miteinander verbunden sind, wobei das erste und das zweite Metallteil (52, 53) eine Aufnahme (54) begrenzen, die ausgebildet ist, um die Druckklappe (31) unterzubringen.
Verdichter nach Anspruch 1, wobei sich die Ablenkmittel quer zur Achse (A) des Druckventils (23) erstrecken.
Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ablenkmittel und der Ventilkörper (24) mindestens einen peripheren Fließdurchgang (51) begrenzen.
Verdichter nach Anspruch 3, wobei die Ablenkmittel und der Ventilkörper eine Vielzahl von peripheren Fließdurchgängen begrenzen, die um die Ablenkmittel verteilt sind.
Verdichter nach Anspruch 3, wobei die Ablenkmittel und der Ventilkörper einen ringförmigen peripheren Fließdurchgang (51) begrenzen.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ablenkmittel einen Verschlusssektor begrenzen, der zirka mindestens 30% des Verschlusssektors der Druckklappe (31) entspricht.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Ablenkmittel mindestens eine axiale Anschlagfläche aufweisen, auf der sich die Druckklappe (31) in Freigabestellung bestimmungsgemäß abstützt.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Ablenkmittel auf den Führungsmitteln montiert sind.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verbindungsabschnitte (55, 56) derart miteinander verbunden sind, dass ein etwas kreuzförmiger Querschnitt entsteht.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens eines des ersten und zweiten Metallteils (52, 53) mindestens einen Umschlag (67, 68) aufweist, der sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt (55, 56) erstreckt, wobei mindestens ein Umschlag (67, 68) die Ablenkmittel (71) bildet.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei sowohl das erste als auch das zweite Metallteil (52, 53) zwei seitliche Arme (57, 58) aufweist, die sich ab dem jeweiligen Verbindungsabschnitt erstrecken und ausgebildet sind, um die Druckklappe (31) zwischen ihrer Verschluss- und Freigabestellung zu führen.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Druckventil (23) Rückholmittel (35) aufweist, die ausgebildet sind, um die Druckklappe (31) in ihre Verschlussstellung zurückzuholen.