DE102015121595B4 - Device for storing oil in a refrigerant circuit - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') zum Speichern von Öl in einem Kältemittelkreislauf (1), insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei- der Kältemittelkreislauf (1) in Strömungsrichtung einen Verdichter (2), einen Ölabscheider (3) sowie einen Wärmeübertrager (4) zur Abkühlung und Verflüssigung des Kältemittels aufweist und die Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) über Verbindungsleitungen (10, 11, 12) miteinander verbunden sind,- die Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b')- als ein Verbindungsblock zwischen Verbindungsleitungen (12) und Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) ausgebildet ist,- ein Speichervolumen (15) für das Öl mit einem Einlass (16) und einem Auslass (17) aufweist und in einem Strömungspfad zum Rückführen des Öls angeordnet ist, wobei sich der Strömungspfad von dem Ölabscheider (3) bis zu einem in Strömungsrichtung vor dem Verdichter angeordneten Mischpunkt (8) erstreckt, sodass die Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') und der Ölabscheider (3) als separate Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) ausgebildet sind,- zur Regelung des Massenstroms des rückzuführenden Öls einen verstellbaren Durchströmquerschnitt des Auslasses (17) aufweist, wobei der Durchströmquerschnitt des Auslasses (17) zwischen einer Wandung und einem Schwimmer (18a, 18b) mittels einer veränderlichen Anordnung des Schwimmers (18a, 18b) variierbar und verschließbar ist.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') for storing oil in a refrigerant circuit (1), in particular for an air conditioning system of a motor vehicle, the refrigerant circuit (1) being a compressor in the direction of flow (2), an oil separator (3) and a heat exchanger (4) for cooling and liquefying the refrigerant and the components of the refrigerant circuit (1) are connected to one another via connecting lines (10, 11, 12), - the device (7, 7.1 a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') - is designed as a connecting block between connecting lines (12) and components of the refrigerant circuit (1), - a storage volume (15) for the oil with an inlet (16) and has an outlet (17) and is arranged in a flow path for returning the oil, the flow path extending from the oil separator (3) to a mixing point (8) arranged upstream of the compressor, so that the device device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') and the oil separator (3) are designed as separate components of the refrigerant circuit (1), - an adjustable flow cross-section of the Has outlet (17), the flow cross section of the outlet (17) between a wall and a float (18a, 18b) being variable and closable by means of a variable arrangement of the float (18a, 18b).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Speichern von Öl in einem Kältemittelkreislauf, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs. Der Kältemittelkreislauf ist mit einem Verdichter, einem Ölabscheider sowie einem Wärmeübertrager zur Abkühlung und Verflüssigung des Kältemittels ausgebildet. Die Vorrichtung weist ein Speichervolumen für das Öl mit einem Einlass sowie einem Auslass auf und ist in einem Strömungspfad zum Rückführen des Öls angeordnet. Der Strömungspfad erstreckt sich dabei von dem Ölabscheider bis zu einem in Strömungsrichtung vor dem Verdichter angeordneten Mischpunkt.The invention relates to a device for storing oil in a refrigerant circuit, in particular for an air conditioning system of a motor vehicle. The refrigerant circuit is designed with a compressor, an oil separator and a heat exchanger for cooling and liquefying the refrigerant. The device has a storage volume for the oil with an inlet and an outlet and is arranged in a flow path for returning the oil. The flow path extends from the oil separator to a mixing point arranged upstream of the compressor.

Das Öl hat innerhalb eines Kältemittelkreislaufs mehrere Funktionen. Das Öl dient einerseits dem Schmieren innerhalb des Verdichters angeordneter beweglicher Komponenten und verringert damit die Reibung zwischen den Komponenten, welche insbesondere als Metallteile ausgebildet sind. Damit wird der Verschleiß des Verdichters reduziert. Andererseits werden mittels des Öls die Abdichtung des Verdichters gegenüber der Umgebung sowie die interne Abdichtung zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich des Kältemittels innerhalb des Verdichters verbessert. Eine weitere Funktion des Öls innerhalb eines Kältemittelkreislaufs besteht darin, die beispielsweise aufgrund der Reibung zwischen den bewegten Komponenten des Verdichters innerhalb des Verdichters erzeugte Wärme aufzunehmen und abzuführen.The oil has several functions within a refrigerant circuit. On the one hand, the oil serves to lubricate movable components arranged within the compressor and thus reduces the friction between the components, which are designed in particular as metal parts. This reduces the wear on the compressor. On the other hand, the oil improves the seal of the compressor from the environment and the internal seal between the high-pressure area and the low-pressure area of the refrigerant within the compressor. Another function of the oil within a refrigerant circuit is to absorb and dissipate the heat generated within the compressor, for example due to the friction between the moving components of the compressor.

Obwohl das Öl im Wesentlichen lediglich innerhalb des Verdichters benötigt wird, ist es unvermeidlich, dass das Öl auch innerhalb des Kältemittelkreislaufs zirkuliert. Die Menge des zirkulierenden und umlaufenden Öls hängt dabei von mehreren Faktoren ab. Zu den Faktoren zählen unter anderem das Design beziehungsweise die Konstruktion und Konfiguration des Verdichters sowie der Peripherie, das heißt insbesondere des Kältemittelkreislaufs, das Alter und der Zustand bezüglich des Verschleißes des Verdichters, die Betriebsbedingungen und Systembedingungen und die Mischbarkeit des Öls mit dem Kältemittel.Although the oil is essentially only needed within the compressor, it is inevitable that the oil will also circulate within the refrigerant circuit. The amount of circulating and circulating oil depends on several factors. The factors include, among other things, the design or construction and configuration of the compressor and the periphery, i.e. in particular the refrigerant circuit, the age and condition with regard to the wear of the compressor, the operating and system conditions and the miscibility of the oil with the refrigerant.

In aus dem Stand der Technik bekannten Kältemittelkreisläufen variiert die Zirkulationsrate des Öls zwischen 1 % und 15 % des Massenstroms des Kältemittels. Das Öl des Verdichters, welches mit dem Kältemittel gemeinsam durch den Kältemittelkreislauf zirkuliert, weist verschiedene Wirkungen auf. So verändert es beispielsweise die Qualität sowie die physikalischen und thermodynamischen Eigenschaften des Kältemittel-Öl-Gemisches.
Das Vorhandensein des Öls verringert die Wirksamkeit der Wärmeübertrager des Kältemittelkreislaufs, da der Wärmeübergang und damit der Wärmedurchgang beeinflusst werden, wenn die Wärmeübertragungsflächen im Inneren des Wärmeübertragers mit einem Ölfilm bedeckt sind, da sich der Ölfilm wie eine zusätzliche Isolierschicht auswirkt.
Das Öl kann unter Umständen in sogenannten Ölfallen des Kältemittelkreislaufs zurückgehalten werden, welche sich besonders in Bereichen mit geringen Geschwindigkeiten des Kältemittels ausbilden. Das sich in den Ölfallen angesammelte Öl kann, wie eine Flüssigkeitsschwingsäule, plötzlich überlaufen und zum Verdichter zurückströmen. Dabei kann eine Druckwelle erzeugt werden, welche wiederum Flüssigkeitsschläge verursacht. Bei Tieftemperaturanwendungen wird die Bewegungsmöglichkeit des Öls innerhalb des Kältemittelkreislaufs aufgrund der höheren Viskosität bei geringen Temperaturen stark eingeschränkt. Der Rückgang des Ölstands innerhalb des Verdichters kann zu mechanischen irreversiblen Schäden des Verdichters führen.
Das im Wesentlichen inkompressible Öl kühlt sich zudem während eines Vorgangs einer vernachlässigbaren Expansion nicht ab. Das Öl wird mit dem Kältemittel vermischt, wobei das Kältemittel teilweise verdampft. Dabei wird ein Teil der Kälteleistung des Kältemittels, das heißt etwa 8 % bis 10 %, für die Abkühlung des Verdichteröls aufgewendet.In refrigerant circuits known from the prior art, the circulation rate of the oil varies between 1% and 15% of the mass flow of the refrigerant. The oil of the compressor, which circulates through the refrigerant circuit together with the refrigerant, has various effects. For example, it changes the quality as well as the physical and thermodynamic properties of the refrigerant-oil mixture.
The presence of the oil reduces the effectiveness of the heat exchangers of the refrigerant circuit, since the heat transfer and thus the heat transfer are influenced when the heat transfer surfaces inside the heat exchanger are covered with an oil film, since the oil film acts as an additional insulating layer.
Under certain circumstances, the oil can be retained in so-called oil traps in the refrigerant circuit, which form particularly in areas with low speeds of the refrigerant. The oil that has accumulated in the oil traps can suddenly overflow like a liquid vibrating column and flow back to the compressor. A pressure wave can be generated, which in turn causes liquid hammer. In low-temperature applications, the ability of the oil to move within the refrigerant circuit is severely restricted due to the higher viscosity at low temperatures. The drop in the oil level inside the compressor can lead to mechanical irreversible damage to the compressor.
The essentially incompressible oil also does not cool down during a process of negligible expansion. The oil is mixed with the refrigerant, the refrigerant partially evaporating. Part of the refrigerating capacity of the refrigerant, i.e. around 8% to 10%, is used to cool the compressor oil.

In der US 6,058,727 A wird ein Kältemittelkreislauf zum Abkühlen von Luft mit einem Verdichter, einem Kondensator, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer beschrieben. Der Kältemittelkreislauf weist zudem einen Strömungspfad zum Rückführen des Öls vom Auslass des Verdichters zum Einlass des Verdichters mit einem Ölseparator und einem Ölkühler auf. Das bei der Verdichtung des gasförmigen Kältemittels erwärmte Öl wird vor dem Einlass in den Verdichter abgekühlt. Dabei wird die Wärme vom Öl an das vom Verdichter angesaugte Kältemittel übertragen. Der Ölkühler ist mit einem inneren Wärmeübertrager als eine Wärmeübertragereinheit ausgebildet, wobei die Wärmeübertragereinheit innerhalb eines Akkumulators des Kältemittels angeordnet sein kann.In the US 6,058,727 A describes a refrigerant circuit for cooling air with a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator. The refrigerant circuit also has a flow path for returning the oil from the outlet of the compressor to the inlet of the compressor with an oil separator and an oil cooler. The oil that is heated during the compression of the gaseous refrigerant is cooled before it enters the compressor. The heat from the oil is transferred to the refrigerant drawn in by the compressor. The oil cooler is designed with an internal heat exchanger as a heat exchanger unit, it being possible for the heat exchanger unit to be arranged within an accumulator of the refrigerant.

Die US 2010/0251756 A1 offenbart ebenfalls einen Kältemittelkreislauf zum Abkühlen von Luft mit einem Verdichter, einem Kondensator, einem Expansionsorgan und einem Verdampfer sowie einem Strömungspfad zum Rückführen des Öls vom Auslass des Verdichters zum Einlass des Verdichters mit einem Ölseparator und einem Ölkühler. Der Ölkühler ist als Luft-Öl-Wärmeübertrager ausgebildet und in Strömungsrichtung der Luft nach dem Verdampfer angeordnet. Die Wärme wird vom Öl an die beim Durchströmen des Verdampfers abgekühlte Luft übertragen.The US 2010/0251756 A1 also discloses a refrigerant circuit for cooling air with a compressor, a condenser, an expansion device and an evaporator and a flow path for returning the oil from the outlet of the compressor to the inlet of the compressor with an oil separator and an oil cooler. The oil cooler is designed as an air-oil heat exchanger and is arranged downstream of the evaporator in the flow direction of the air. The heat is transferred from the oil to the air cooled when it flows through the evaporator.

Aus den in der US 6,058,727 A und der US 2010/0251756 A1 gezeigten Kältemittelkreisläufen kann der dem Verdichter rückgeführte Massenstrom des Öls nicht eingestellt werden.From the in the US 6,058,727 A and the US 2010/0251756 A1 shown In refrigerant circuits, the mass flow of oil returned to the compressor cannot be adjusted.

Aus der US 6,579,335 B2 geht eine Vorrichtung zum Verdichten eines gasförmigen Fluids mit Komponenten zum Abscheiden von Öl aus dem verdichteten Gas, zum Abkühlen des Öls nach der Verdichtung des Gases und zum Speichern des Öls hervor. Das Öl wird dem Verdichter mit dem zu verdichtenden gasförmigen Fluid wieder zugeführt. Zum Abkühlen des Öls wird das Öl durch einen Wärmeübertrager geleitet. Dabei wird die Wärme vom Öl an das zu verdichtende gasförmige Fluid übertragen. Anschließend wird das gasförmige Fluid verdichtet.
Der Ölabscheider, der Ölkühler und der Ölvorratsbehälter sind in einem gemeinsamen Gehäuse integriert angeordnet. Das Öl wird über eine Verbindungsleitung vom Ölvorratsbehälter zum Verdichter geleitet. Innerhalb der Verbindungsleitung ist ein Ventil zum Einstellen des Massenstroms des rückzuführenden Öls angeordnet.From the US 6,579,335 B2 discloses a device for compressing a gaseous fluid with components for separating oil from the compressed gas, for cooling the oil after compression of the gas and for storing the oil. The oil is returned to the compressor with the gaseous fluid to be compressed. To cool the oil, the oil is passed through a heat exchanger. The heat is transferred from the oil to the gaseous fluid to be compressed. The gaseous fluid is then compressed.
The oil separator, the oil cooler and the oil reservoir are integrated in a common housing. The oil is routed from the oil reservoir to the compressor via a connecting line. A valve for adjusting the mass flow of the oil to be returned is arranged within the connecting line.

Bei herkömmlichen Kältemittelkreisläufen mit einem System zum Rückführen des Öls vom Auslass des Verdichters zum Einlass des Verdichters, welches gemeinsam mit dem Kältemittel durch den Verdichter strömt, kann zum einen der dem Verdichter rückgeführte Massenstrom des Öls nicht geregelt werden. Zum anderen weisen aus dem Stand der Technik bekannte Kältemittelkreisläufe mit einer Ölrückführung keine Mittel auf, einen Bypass zwischen dem hochdruckseitigen Kältemittel am Auslass des Verdichters und dem hochdruckseitigen Kältemittel am Einlass des Verdichters durch die Ölrückführung zu verhindern.In conventional refrigerant circuits with a system for returning the oil from the outlet of the compressor to the inlet of the compressor, which flows through the compressor together with the refrigerant, the mass flow of the oil returned to the compressor cannot be regulated. On the other hand, refrigerant circuits known from the prior art with an oil return have no means of preventing a bypass between the high-pressure side refrigerant at the outlet of the compressor and the high-pressure side refrigerant at the inlet of the compressor through the oil return.

In der JP H11-173 706 A wird ein Ölabscheider eines Kältemittelkreislaufs offenbart, welcher an Kältemittelleitungen sowie eine Ölrückführleitung angeschlossen und derart ausgebildet ist, einen Durchstrom gasförmigen Kältemittels durch die Ölrückführleitung zu verhindern. Der Ölabscheider weist eine untere, an einem Austrittsteil mit der Ölrückführleitung verbundene Abschlussplatte auf, an deren Innenfläche ein Kugelventil und an deren Mittelteil ein Drosselventil angeordnet sind. Das aus dem Kältemittel abgeschiedene Kältemittelöl wird an der unteren Abschlussplatte angestaut. Bei Erreichen einer bestimmten Menge des angestauten Öls steigt eine Kugel des Kugelventils aufgrund des Auftriebs auf, das Öl strömt durch das geöffnete Kugelventil und das Drosselventil ab. Das Öl wird durch die Ölrückführleitung zum Einlass eines Verdichters des Kältemittelkreislaufs geleitet.In the JP H11-173 706 A discloses an oil separator of a refrigerant circuit, which is connected to refrigerant lines and an oil return line and is designed to prevent gaseous refrigerant from flowing through the oil return line. The oil separator has a lower end plate connected to the oil return line at an outlet part, on the inner surface of which a ball valve and on the middle part of a throttle valve are arranged. The refrigerant oil separated from the refrigerant is accumulated on the lower end plate. When a certain amount of the accumulated oil is reached, a ball of the ball valve rises due to the buoyancy, the oil flows out through the opened ball valve and the throttle valve. The oil is led through the oil return line to the inlet of a compressor of the refrigerant circuit.

Aus der JP H06-11 214 A geht ebenfalls ein Ölabscheider eines Kältemittelkreislaufs hervor, welcher über Kältemittelleitungen sowie eine Ölrückführleitung im Kältemittelkreislauf angeschlossen und derart ausgebildet ist, einen Durchstrom gasförmigen Kältemittels durch die Ölrückführleitung zu vermeiden. Der Ölabscheider weist ein Schwimmerventil sowie eine zwischen dem Ventil und der Ölrückführleitung angeordnete Feder auf. Bei Erreichen einer bestimmten Menge abgeschiedenen und angestauten Öls wird das Schwimmerventil aufgrund des Auftriebs sowie der Federkraft und damit die Ölrückführleitung geöffnet. Das Öl wird zu einem Verdichter des Kältemittelkreislaufs zurückgeleitet.From the JP H06-11 214 A. also shows an oil separator of a refrigerant circuit, which is connected via refrigerant lines and an oil return line in the refrigerant circuit and is designed to prevent gaseous refrigerant from flowing through the oil return line. The oil separator has a float valve and a spring arranged between the valve and the oil return line. When a certain amount of separated and pent-up oil is reached, the float valve is opened due to the buoyancy and the spring force and thus the oil return line. The oil is returned to a compressor in the refrigerant circuit.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Speichern von Öl eines Kältemittelkreislaufs, um mit dem Öl eine ausreichende Schmierung eines Verdichters zu gewährleisten. Dabei soll die Vorrichtung platzsparend und flexibel bezüglich des Bauraums sowie der Anpassung beim Einsatz innerhalb des Kältemittelkreislaufs, speziell in einem Kraftfahrzeug, sein und einen effizienten sowie sicheren Betrieb des Kältemittelkreislaufs ermöglichen. Die Komponenten zur Ölabscheidung im Kältemittelkreislauf sollen einfache Konstruktionen aufweisen. Zudem sollen die Kosten für die Herstellung, Wartung und Montage der Vorrichtung minimal sein. Die Vorrichtung soll des Weiteren derart ausgebildet sein, einen Bypass des Kältemittels von der Hochdruckseite zur Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufs zu vermeiden. Das Öl muss als Schmiermittel zudem eine gewisse Reinheit aufweisen, um die Zerstörung von bewegten Komponenten des Verdichters zu verhindern.The object of the invention is now to provide a device for storing oil of a refrigerant circuit in order to ensure sufficient lubrication of a compressor with the oil. The device should be space-saving and flexible with regard to the installation space and the adaptation when used within the refrigerant circuit, especially in a motor vehicle, and should enable efficient and safe operation of the refrigerant circuit. The components for oil separation in the refrigerant circuit should have simple designs. In addition, the costs for the manufacture, maintenance and assembly of the device should be minimal. The device should furthermore be designed in such a way as to avoid bypassing the refrigerant from the high pressure side to the low pressure side of the refrigerant circuit. As a lubricant, the oil must also have a certain purity to prevent the destruction of moving components of the compressor.

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen des selbstständigen Patentanspruchs gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is achieved by the subject matter with the features of the independent claim. Further developments are specified in the dependent claims.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Öl in einem Kältemittelkreislauf, insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, gelöst. Der Kältemittelkreislauf ist in Strömungsrichtung mit einem Verdichter, einem Ölabscheider sowie einem Wärmeübertrager zur Abkühlung und Verflüssigung des Kältemittels ausgebildet. Die Komponenten des Kältemittelkreislaufs sind über Verbindungsleitungen miteinander verbunden. Die als ein Verbindungsblock zwischen Verbindungsleitungen und Komponenten des Kältemittelkreislaufs ausgebildete Vorrichtung weist ein Speichervolumen für das Öl mit einem Einlass sowie einem Auslass auf und ist in einem Strömungspfad zum Rückführen des Öls angeordnet. Der Strömungspfad erstreckt sich dabei von dem Ölabscheider bis zu einem in Strömungsrichtung vor dem Verdichter angeordneten Mischpunkt. Dabei sind die Vorrichtung und der Ölabscheider als separate Komponenten des Kältemittelkreislaufs ausgebildet.The object is achieved by a device according to the invention for storing oil in a refrigerant circuit, in particular for an air conditioning system of a motor vehicle. The refrigerant circuit is designed in the direction of flow with a compressor, an oil separator and a heat exchanger for cooling and liquefying the refrigerant. The components of the refrigerant circuit are connected to one another via connecting lines. The device, which is designed as a connecting block between connecting lines and components of the refrigerant circuit, has a storage volume for the oil with an inlet and an outlet and is arranged in a flow path for returning the oil. The flow path extends from the oil separator to a mixing point arranged upstream of the compressor. The device and the oil separator are designed as separate components of the refrigerant circuit.

Nach der Konzeption der Erfindung weist die Vorrichtung zum Speichern des Öls zudem einen verstellbaren Durchströmquerschnitt des Auslasses zur Regelung des Massenstroms des rückzuführenden Öls auf. Dabei ist der Durchströmquerschnitt des Auslasses zwischen einer Wandung und einem Schwimmer mittels einer veränderlichen Anordnung des Schwimmers variierbar und verschließbar.According to the concept of the invention, the device for storing the oil also has one adjustable flow cross-section of the outlet to regulate the mass flow of the oil to be returned. The flow cross-section of the outlet between a wall and a float can be varied and closed by means of a variable arrangement of the float.

Nach einer ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwimmer kreiskugelförmig ausgebildet. Im geschlossenen Zustand des Auslasses der Vorrichtung liegt die Kugelfläche des Schwimmers an der Wandung an.According to a first alternative embodiment of the invention, the float is circular in shape. In the closed state of the outlet of the device, the spherical surface of the float lies against the wall.

Nach einer zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwimmer kreiskegelstumpfförmig ausgebildet und weist eine Grundfläche, eine Deckfläche und eine Mantelfläche auf. Im geschlossenen Zustand des Auslasses der Vorrichtung liegt die Mantelfläche des Schwimmers an der Wandung an. Die zwischen der Grundfläche und der Deckfläche schräg angeordnete Mantelfläche ragt dabei in einen freien Querschnitt des Auslasses hinein, wobei die Deckfläche in Richtung des Auslasses und die Grundfläche in Richtung des Speichervolumens der Vorrichtung ausgerichtet sind. Die Grundfläche weist einen größeren Flächeninhalt auf als die Deckfläche.According to a second alternative embodiment of the invention, the float is formed in the shape of a truncated circular cone and has a base surface, a cover surface and a lateral surface. In the closed state of the outlet of the device, the outer surface of the float lies against the wall. The lateral surface arranged obliquely between the base surface and the cover surface projects into a free cross section of the outlet, the cover surface being oriented in the direction of the outlet and the base surface in the direction of the storage volume of the device. The base area has a larger area than the cover area.

Nach einer weiteren ersten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwimmer mit einem Führungselement und einem Federelement gehaltert angeordnet. Dabei ist das Federelement als eine zylindrische Schraubenfeder ausgebildet.
Das Führungselement dient dem Führen des Schwimmers in Bezug auf den Auslass, insbesondere bei einem geringen Füllstand des Öls innerhalb des Speichervolumens. Das Federelement bewirkt mit einer Federkraft eine Krafteinwirkung auf den Schwimmer in Schließrichtung des Auslasses.According to a further first alternative embodiment of the invention, the float is arranged with a guide element and a spring element. The spring element is designed as a cylindrical coil spring.
The guide element serves to guide the float in relation to the outlet, in particular when the oil level is low within the storage volume. The spring element acts with a spring force on the float in the closing direction of the outlet.

Nach einer weiteren zweiten alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Schwimmer mit einem Federelement gehaltert angeordnet. Dabei ist das Federelement als ein Federblech ausgebildet.
Das als Federblech ausgebildete Federelement dient dabei zum einen dem Führen des Schwimmers in Bezug auf den Auslass, insbesondere bei einem geringen Füllstand des Öls innerhalb des Speichervolumens, und bewirkt mit einer Federkraft eine Krafteinwirkung auf den Schwimmer in Schließrichtung des Auslasses. Das Federblech ist gebogen, sodass eine Vorspannung des Federblechs die Federkraft bewirkt.According to a further second alternative embodiment of the invention, the float is arranged with a spring element. The spring element is designed as a spring plate.
The spring element designed as a spring plate is used on the one hand to guide the float in relation to the outlet, in particular when the oil level is low within the storage volume, and, by means of a spring force, acts on the float in the closing direction of the outlet. The spring plate is bent so that the spring plate is preloaded.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen einer Verbindungsleitung des Kältemittelkreislaufs und dem Einlass des Speichervolumens der Vorrichtung ein Dichtungselement mit einer Filterfunktion angeordnet. Dabei ist innerhalb des Dichtungselements ein Filterelement zum Filtern des abgeschiedenen Öls von Unreinheiten integriert ausgebildet, sodass die Vorrichtung mit der Verbindungsleitung fluiddicht gekoppelt ist und das Öl durch das Dichtungselement mit Filterfunktion in das Speichervolumen einströmt. Alternativ zum Dichtungselement mit der Filterfunktion ist im Bereich des Einlasses ein Filterelement zum Filtern des abgeschiedenen Öls von Unreinheiten angeordnet, sodass das Öl durch das Filterelement hindurch in das Speichervolumen einströmt. Die Vorrichtung ist über eine separate Dichtung mit der Verbindungsleitung fluiddicht gekoppelt.According to a development of the invention, a sealing element with a filter function is arranged between a connecting line of the refrigerant circuit and the inlet of the storage volume of the device. In this case, a filter element for filtering the separated oil of impurities is integrated within the sealing element, so that the device is coupled in a fluid-tight manner to the connecting line and the oil flows into the storage volume through the sealing element with a filter function. As an alternative to the sealing element with the filter function, a filter element for filtering the separated oil of impurities is arranged in the area of the inlet, so that the oil flows through the filter element into the storage volume. The device is coupled to the connecting line in a fluid-tight manner via a separate seal.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung als Verbindungsblock zwischen Komponenten des Kältemittelkreislaufs mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs bevorzugt verschraubt ist.A further advantageous embodiment of the invention consists in that the device as a connection block between components of the refrigerant circuit is preferably screwed to the adjacent components of the refrigerant circuit.

Der Verbindungsblock ist vorteilhaft mit Arretiermitteln in Form von Kodierungsstiften ausgebildet, sodass der Verbindungsblock nach dem Zusammenstecken als ein Schritt der Montage des Kältemittelkreislaufs mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs fixiert ist. Der Verbindungsblock weist zum Verschrauben mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs bevorzugt Gewindebohrungen auf.The connecting block is advantageously designed with locking means in the form of coding pins, so that the connecting block, after being plugged together, is fixed as a step in the assembly of the refrigerant circuit with the adjacent components of the refrigerant circuit. The connecting block preferably has threaded bores for screwing to the adjacent components of the refrigerant circuit.

Es ist anzumerken, dass der Kältemittelkreislauf sowohl als Komponente einer Kompressionskälteanlage als auch einer Wärmepumpe betrieben werden kann, sodass die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl als Bestandteil einer Kompressionskälteanlage als auch eines Wärmepumpensystems, insbesondere eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs, einsetzbar ist.
Der Kältemittelkreislauf kann zudem einen nicht dargestellten inneren Wärmeübertrager aufweisen. Unter dem inneren Wärmeübertrager ist dabei ein kreislaufinterner Wärmeübertrager zu verstehen, welcher der Wärmeübertragung zwischen dem Kältemittel bei Hochdruck und dem Kältemittel bei Niederdruck dient. Dabei wird beispielsweise einerseits das flüssige oder überkritische Kältemittel nach der Kondensation weiter abgekühlt und andererseits das Sauggas vor dem Verdichter überhitzt.It should be noted that the refrigerant circuit can be operated both as a component of a compression refrigeration system and a heat pump, so that the device according to the invention can be used both as a component of a compression refrigeration system and of a heat pump system, in particular an air conditioning system of a motor vehicle.
The refrigerant circuit can also have an internal heat exchanger, not shown. The internal heat exchanger is to be understood as an internal circuit heat exchanger, which is used for heat transfer between the refrigerant at high pressure and the refrigerant at low pressure. For example, on the one hand, the liquid or supercritical refrigerant is further cooled after the condensation and, on the other hand, the suction gas is overheated in front of the compressor.

Die Vorrichtung ist vorteilhaft für verschiedene Kältemittel, wie R134a, R1234yf, R744, R600a, R290, R152a, R32 sowie deren Gemische, einsetzbar und auf die Kältemittel abstimmbar.The device can advantageously be used for various refrigerants, such as R134a, R1234yf, R744, R600a, R290, R152a, R32 and their mixtures, and can be matched to the refrigerants.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Speichern von Öl in einem Kältemittelkreislauf weist zusammenfassend folgende weitere Vorteile auf:

  • - Reduzieren des Druckverlustes des Kältemittels beim Durchströmen der Wärmeübertrager, da Kältemittel und kein Kältemittel-ÖI-Gemisch, das heißt kein Öl, durch die Wärmeübertrager geleitet wird, dadurch auch
  • - Erhöhen der Effizienz beim Betrieb des Systems, insbesondere des Kältemittelkreislaufs, da das Öl beim Durchströmen der Wärmeübertrager nicht mehr abgekühlt oder erwärmt werden muss,
  • - Reduzieren der Kosten für die Herstellung, Wartung und den Betrieb des Systems, da die Menge an Öl optimiert und damit minimiert wird,
  • - Komponenten zur Ölabscheidung im Kältemittelkreislauf können einfache Konstruktionen aufweisen, da die Funktion des Filters und der Vermeidung eines Bypasses des Kältemittels integriert sind,
  • - platzsparend und flexibel bezüglich des Bauraums und der Anpassung beim Einsatz innerhalb des Kältemittelkreislaufs in einem Kraftfahrzeug sowie
  • - Verbindungsleitung zum Einlass der Vorrichtung bei Bedarf auch als Speichervolumen nutzbar, um die Größe der Vorrichtung selbst zu reduzieren.
In summary, the device according to the invention for storing oil in a refrigerant circuit has the following further advantages:
  • - This also reduces the pressure loss of the refrigerant as it flows through the heat exchangers, since refrigerant and no refrigerant / oil mixture, that is to say no oil, are passed through the heat exchanger
  • Increasing the efficiency of operating the system, in particular the refrigerant circuit, since the oil no longer has to be cooled or heated as it flows through the heat exchangers,
  • - Reduce the cost of manufacturing, maintaining and operating the system, since the amount of oil is optimized and thus minimized,
  • - Components for oil separation in the refrigerant circuit can have simple constructions, since the function of the filter and the avoidance of bypassing the refrigerant are integrated,
  • - Space-saving and flexible with regard to the installation space and the adaptation when used within the refrigerant circuit in a motor vehicle and
  • - Connection line to the inlet of the device can also be used as a storage volume if necessary in order to reduce the size of the device itself.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile von Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:

  • 1: eine innerhalb eines Kältemittelkreislaufs integrierte Vorrichtung zum Speichern von Öl sowie die Vorrichtung zum Speichern von Öl
  • 2: mit einem kugelförmigen Schwimmer mit einer zylindrischen Schraubenfeder und einem in einem Dichtungselement integrierten Filterelement,
  • 3: mit einem kugelförmigen Schwimmer mit einer zylindrischen Schraubenfeder und einem Filterelement,
  • 4: mit einem kreiskegelstumpfförmigen Schwimmer mit einer zylindrischen Schraubenfeder und einem Filterelement,
  • 5: mit einem kugelförmigen Schwimmer mit einem Federblech und einem Filterelement sowie
  • 6: mit einem kreiskegelstumpfförmigen Schwimmer mit einem Federblech und einem Filterelement.
Further details, features and advantages of embodiments of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to the associated drawings. Show it:
  • 1 : a device for storing oil integrated in a refrigerant circuit and the device for storing oil
  • 2nd : with a spherical float with a cylindrical coil spring and a filter element integrated in a sealing element,
  • 3rd : with a spherical float with a cylindrical coil spring and a filter element,
  • 4th : with a truncated cone-shaped float with a cylindrical coil spring and a filter element,
  • 5 : with a spherical float with a spring plate and a filter element as well
  • 6 : with a truncated cone-shaped float with a spring plate and a filter element.

1 zeigt einen Kältemittelkreislauf 1 mit einem Verdichter 2, einem Ölabscheider 3, einem als Kondensator/Gaskühler betriebenen Wärmeübertrager 4, einem Expansionsorgan 5 und einem als Verdampfer betriebenen Wärmeübertrager 6 sowie einer innerhalb des Kältemittelkreislaufs 1 integriert angeordneten Vorrichtung 7 zum Speichern des im Ölabscheider 3 abgeschiedenen Öls. 1 shows a refrigerant circuit 1 with a compressor 2nd , an oil separator 3rd , a heat exchanger operated as a condenser / gas cooler 4th , an expansion organ 5 and a heat exchanger operated as an evaporator 6 as well as one within the refrigerant circuit 1 integrated device 7 for storing the in the oil separator 3rd separated oil.

Die Vorrichtung 7 zum Speichern des Öls ist innerhalb einer Anordnung beziehungsweise innerhalb eines Strömungspfads zur Rückführung des Öls ausgebildet, welche sich von dem Ölabscheider 3 bis zu einem in Strömungsrichtung vor dem Verdichter angeordneten Mischpunkt 8 erstreckt. Die Verbindungsleitungen 10, 11, 12 sind jeweils in Pfeilrichtung durchströmt, wobei die Verbindungsleitungen 10 von einem Kältemittel-Öl-Gemisch, die Verbindungsleitungen 11 von Kältemittel und die Verbindungsleitungen 12 von Öl durchströmt werden.The device 7 for storing the oil is formed within an arrangement or within a flow path for returning the oil, which is separated from the oil separator 3rd up to a mixing point upstream of the compressor 8th extends. The connecting lines 10th , 11 , 12th are each flowed through in the direction of the arrow, the connecting lines 10th of a refrigerant-oil mixture, the connecting lines 11 of refrigerant and the connecting lines 12th are traversed by oil.

Das Öl wird innerhalb des Kältemittelkreislaufs 1 in Strömungsrichtung nach dem Verdichter 2 und damit nach dem Prozess der Verdichtung des Kältemittels aus dem Kältemittel-Öl-Gemisch G abgeschieden. Das abgeschiedene Öl strömt durch die Verbindungsleitung 12 zur Vorrichtung 7, während das Kältemittel KM durch die Verbindungsleitung 11 zum Wärmeübertrager 4 geleitet wird.The oil is inside the refrigerant circuit 1 in the flow direction after the compressor 2nd and thus after the process of compressing the refrigerant from the refrigerant-oil mixture G deposited. The separated oil flows through the connecting line 12th to the device 7 , while the refrigerant KM through the connecting line 11 to the heat exchanger 4th is directed.

Aus 2 geht eine Vorrichtung 7.1a zum Speichern von Öl mit einem kugelförmigen Schwimmer 18a mit einem Führungselement 19 und einem Federelement 20 sowie einem Dichtungselement 21 hervor. Das Federelement 20 ist dabei als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet. Innerhalb des Dichtungselements 21 ist ein Filterelement integriert, sodass das Dichtungselement 21 mit einer Filterfunktion ausgebildet ist.Out 2nd goes a device 7.1a for storing oil with a spherical float 18a with a guide element 19th and a spring element 20th and a sealing element 21 forth. The spring element 20th is designed as a cylindrical coil spring. Inside the sealing element 21 a filter element is integrated so that the sealing element 21 is designed with a filter function.

Das im Ölabscheider 3 abgeschiedene Öl strömt durch einen Einlass 16 in die vorteilhaft als ein Verbindungsblock ausgebildete Vorrichtung 7.1a zum Speichern des Öls ein. Die Vorrichtung 7.1a ist mit der Verbindungsleitung 12 des Kältemittelkreislaufs 1 fluiddicht gekoppelt. Die Vorrichtung 7.1a und die Verbindungsleitung 12 sind mittels des Dichtungselements 21 mit Filterfunktion gegeneinander abgedichtet. Das Öl strömt dabei durch ein innerhalb des Dichtungselements 21 integriert ausgebildetes Filterelement, insbesondere durch ein Sieb, um Verunreinigungen des Öls, wie Späne oder Ähnliches, zurückzuhalten. Das Filterelement kann auch direkt in den Einlass 16 integriert ausgebildet sein.That in the oil separator 3rd separated oil flows through an inlet 16 into the device which is advantageously designed as a connecting block 7.1a to store the oil. The device 7.1a is with the connecting line 12th of the refrigerant circuit 1 coupled fluid-tight. The device 7.1a and the connecting line 12th are by means of the sealing element 21 sealed against each other with filter function. The oil flows through a inside the sealing element 21 Integrated filter element, in particular through a sieve, in order to retain contaminants in the oil, such as chips or the like. The filter element can also be placed directly in the inlet 16 be integrated.

Das Öl wird nach dem Einströmen in die Vorrichtung 7.1a in einem von der Wandung der Vorrichtung 7.1a umschlossenen Speichervolumen 15 gespeichert. Das Speichervolumen 15 weist mit dem Einlass 16 und einem Auslass 17 zwei Öffnungen zum Durchleiten des Öls auf.
Der Auslass 17 ist in Richtung der Verbindungsleitung 12 durch den kugelförmigen Schwimmer 18a verschließbar. Der Schwimmer 18a ist über ein, insbesondere als ein Führungsstift ausgebildetes Führungselement 19 gehaltert angeordnet. Das Führungselement 19 weist vorteilhaft ein Federelement 20 auf, wobei die Federkraft den Auslass 17 verschließend auf den Schwimmer 18a einwirkt. Das Führungselement 19 dient der Beibehaltung einer konstanten Lage des Schwimmers 18a zum Verschließen des Auslasses 17, speziell in den Betriebszuständen, in welchen sich kein Öl im Speichervolumen 15 angesammelt hat.
Der Schwimmer 18a verschließt die Verbindungsleitung 12 zum Mischpunkt 8 und damit zum Verdichter 2, insbesondere bei einem zu geringen Füllstand des Öls innerhalb der Vorrichtung 7.1a, um einen Kältemittelbypass von der Hochdruckseite des Kältemittelkreislaufs 1 auf die Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufs 1 durch die Vorrichtung 7.1a zu verhindern.The oil is after flowing into the device 7.1a in one of the walls of the device 7.1a enclosed storage volume 15 saved. The storage volume 15 points to the inlet 16 and an outlet 17th two openings for the passage of the oil.
The outlet 17th is in the direction of the connecting line 12th through the spherical float 18a lockable. The swimmer 18a is over a guide element, in particular as a guide pin 19th arranged arranged. The guide element 19th advantageously has a spring element 20th on, the spring force the outlet 17th closing on the float 18a acts. The guide element 19th serves to keep the float in a constant position 18a to close the outlet 17th , especially in the operating states in which there is no oil in the storage volume 15 has accumulated.
The swimmer 18a closes the connecting line 12th to the mixing point 8th and thus to the compressor 2nd , especially when the oil level in the device is too low 7.1a to bypass refrigerant from the high pressure side of the refrigerant circuit 1 to the low pressure side of the refrigerant circuit 1 through the device 7.1a to prevent.

Bei geschlossenem Schwimmer 18a sammelt sich das durch den Einlass 16 einströmende Öl innerhalb des Speichervolumens 15 an. Bei einer ausreichenden Menge an Öl beziehungsweise einem entsprechenden Füllstand des gespeicherten Öls schwimmt der Schwimmer 18a auf dem Öl auf und wird gegen die von dem Federelement 20 aufgebrachte Kraft entlang dem Führungselement 19 nach oben gedrückt. Dabei gibt der Schwimmer 18a den Auslass 17 für das Öl frei und zumindest ein Teil des in der Vorrichtung 7.1a angesammelten Öls wird über die Verbindungsleitung 12, den Mischpunkt 8 und die Verbindungsleitung 10 zum Verdichter 2 zurückgeführt.
Bei einem zu geringem Füllstand des Öls wird der Schwimmer 18a durch das Federelement 20 den Auslass 17 verschließend nach unten gedrückt.With the float closed 18a that gathers through the inlet 16 inflowing oil within the storage volume 15 on. When there is a sufficient amount of oil or a corresponding level of the stored oil, the float floats 18a on the oil and is against that of the spring element 20th applied force along the guide member 19th pushed up. The swimmer gives 18a the outlet 17th free for the oil and at least part of that in the device 7.1a accumulated oil is through the connecting line 12th , the mixing point 8th and the connecting line 10th to the compressor 2nd returned.
If the oil level is too low, the float will 18a through the spring element 20th the outlet 17th closing pressed down.

Die speziell als Verbindungsblock ausgebildete Vorrichtung 7.1a zum Speichern des Öls wird mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs 1 verschraubt. Um eine korrekte und sichere Montage des Verbindungsblocks zwischen den Verbindungsleitungen 12 zu gewährleisten, ist der Verbindungsblock mit Arretiermitteln in Form von Kodierungsstiften ausgebildet. Nach dem Vorgang des Zusammensteckens und Arretierens des Verbindungsblocks mit den angrenzenden Verbindungsleitungen 12 werden die benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs 1 miteinander verschraubt. Zum Verschrauben des Verbindungsblocks mit den Verbindungsleitungen 12 ist der Verbindungsblock beiderseits mit Gewindebohrungen 14 ausgebildet.The device specially designed as a connecting block 7.1a to store the oil with the adjacent components of the refrigerant circuit 1 screwed. To ensure correct and safe installation of the connection block between the connection lines 12th To ensure the connection block is designed with locking means in the form of coding pins. After the process of plugging and locking the connection block with the adjacent connection lines 12th become the adjacent components of the refrigerant circuit 1 screwed together. For screwing the connection block to the connection lines 12th is the connection block with threaded holes on both sides 14 educated.

Die Ausbildung der Vorrichtung 7 bezüglich der Arretiermittel 13 und der Gewindebohrungen 14 ist bei allen nachfolgenden Ausführungsformen gleich.The formation of the device 7 regarding the locking means 13 and the threaded holes 14 is the same in all subsequent embodiments.

In 3 ist eine Vorrichtung 7.2a zum Speichern von Öl mit einem kugelförmigen Schwimmer 18a mit einem Führungselement 19 und einem Federelement 20 sowie einem Filterelement 22 dargestellt. Das Federelement 20 ist als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet.In 3rd is a device 7.2a for storing oil with a spherical float 18a with a guide element 19th and a spring element 20th and a filter element 22 shown. The spring element 20th is designed as a cylindrical coil spring.

Die Ausführungsform der Vorrichtung 7.2a aus 3 entspricht damit im Wesentlichen der Ausführungsform der Vorrichtung 7.1a gemäß 2. Der Unterschied zur Vorrichtung 7.1a aus 2 liegt in der Anordnung und Ausbildung des Filterelements 22. Das Filterelement 22 ist dabei bevorzugt als ein Sieb ausgebildet und innerhalb des Einlasses 16 integriert angeordnet. Die Verbindungsleitung 12 und die Vorrichtung 7.2a sind über eine nicht dargestellte Dichtung fluiddicht miteinander verbunden. Die Dichtung muss dabei keine Filterfunktion aufweisen.The embodiment of the device 7.2a out 3rd corresponds essentially to the embodiment of the device 7.1a according to 2nd . The difference to the device 7.1a out 2nd lies in the arrangement and design of the filter element 22 . The filter element 22 is preferably designed as a sieve and inside the inlet 16 arranged integrated. The connecting line 12th and the device 7.2a are connected to each other in a fluid-tight manner via a seal, not shown. The seal does not have to have a filter function.

4 zeigt eine Vorrichtung 7.2b zum Speichern von Öl mit einem kreiskegelstumpfförmig ausgebildeten Schwimmer 18b mit einem Führungselement 19 und einem Federelement 20 sowie einem Filterelement 22. Das Federelement 20 ist als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet. 4th shows a device 7.2b for storing oil with a truncated cone-shaped float 18b with a guide element 19th and a spring element 20th and a filter element 22 . The spring element 20th is designed as a cylindrical coil spring.

Die Ausführungsform der Vorrichtung 7.2b aus 4 entspricht damit im Wesentlichen der Ausführungsform der Vorrichtung 7.2a gemäß 3. Der Unterschied zur Vorrichtung 7.2a aus 3 liegt in der Ausbildung des Schwimmers 18b. Der kreiskegelstumpfförmige Schwimmer 18b weist einen konischen Querschnitt mit einer Grundfläche und einer Deckfläche auf, wobei die Grundfläche und die Deckfläche parallel zueinander angeordnet sind. Die schräg gestellte Mantelfläche des Schwimmers 18b liegt im geschlossenen Zustand der Vorrichtung 7.2b an der den Auslass 17 ausbildenden Wandung an. Die von dem Federelement 20 aufgebrachte Federkraft wirkt auf die Grundfläche des Schwimmers 18b und drückt den Schwimmer 18b im geschlossenen Zustand mit der Mantelfläche an die Wandung des Auslasses 17.The embodiment of the device 7.2b out 4th corresponds essentially to the embodiment of the device 7.2a according to 3rd . The difference to the device 7.2a out 3rd lies in the training of the swimmer 18b . The frustoconical float 18b has a conical cross-section with a base area and a cover area, the base area and the cover area being arranged parallel to one another. The swimmer's sloping surface 18b lies in the closed state of the device 7.2b at the the outlet 17th training wall. That of the spring element 20th applied spring force acts on the base of the float 18b and pushes the float 18b in the closed state with the outer surface on the wall of the outlet 17th .

5 offenbart eine Vorrichtung 7.2a' zum Speichern von Öl mit einem kugelförmigen Schwimmer 18a mit einem Federelement 20' sowie einem Filterelement 22. 5 discloses an apparatus 7.2a ' for storing oil with a spherical float 18a with a spring element 20 ' and a filter element 22 .

Die Ausführungsform der Vorrichtung 7.2a' aus 5 entspricht damit im Wesentlichen der Ausführungsform der Vorrichtung 7.2a gemäß 3. Der Unterschied zur Vorrichtung 7.2a aus 3 liegt in der Ausbildung des Federelements 20', welches anstelle der zylindrischen Schraubenfeder als ein Federblech ausgebildet ist. Infolge der Ausbildung des Federelements 20' als Federblech kann auf die Anordnung des Führungselements 19 für den Schwimmer 18a verzichtet werden, da das Federblech sowohl die Funktion des Federelements 20' als auch die Funktion des Führungselements 19 erfüllt. Damit weist die Ausführungsform der Vorrichtung 7.2a' vorteilhaft weniger Komponenten auf als die Ausführungsform 7.2a aus 3.The embodiment of the device 7.2a ' out 5 corresponds essentially to the embodiment of the device 7.2a according to 3rd . The difference to the device 7.2a out 3rd lies in the design of the spring element 20 ' , which is designed as a spring plate instead of the cylindrical coil spring. Due to the formation of the spring element 20 ' as a spring plate can on the arrangement of the guide element 19th for the swimmer 18a be dispensed with, since the spring plate has both the function of the spring element 20 ' as well as the function of the guide element 19th Fulfills. Thus, the embodiment of the device 7.2a ' advantageously fewer components than the embodiment 7.2a out 3rd .

Aus 6 geht eine Vorrichtung 7.2b' zum Speichern von Öl mit einem kreiskegelstumpfförmigen Schwimmer 18b mit einem Federelement 20' sowie einem Filterelement 22 hervor.Out 6 goes a device 7.2b ' for storing oil with a truncated cone-shaped float 18b with a spring element 20 ' and a filter element 22 forth.

Die Ausführungsform der Vorrichtung 7.2b' aus 6 entspricht damit im Wesentlichen der Ausführungsform der Vorrichtung 7.2b gemäß 4. Der Unterschied zur Vorrichtung 7.2b aus 4 liegt ebenfalls in der Ausbildung des Federelements 20', welches anstelle der zylindrischen Schraubenfeder als ein Federblech ausgebildet ist. Infolge der Ausbildung des Federelements 20' als Federblech kann auch bei dieser Ausführungsform auf die Anordnung des Führungselements 19 für den Schwimmer 18b verzichtet werden, da das Federblech zum einen die Funktion des Federelements 20' und zum anderen die Funktion des Führungselements 19 erfüllt. Damit weist die Ausführungsform der Vorrichtung 7.2b' vorteilhaft weniger Komponenten auf als die Ausführungsform 7.2b aus 4.The embodiment of the device 7.2b ' out 6 corresponds essentially to the embodiment of the device 7.2b according to 4th . The difference to the device 7.2b out 4th is also in the design of the spring element 20 ' , which is designed as a spring plate instead of the cylindrical coil spring. Due to the formation of the spring element 20 ' as a spring plate can also in this embodiment on the arrangement of the guide element 19th for the swimmer 18b be dispensed with, since the spring plate firstly functions as the spring element 20 ' and on the other hand the function of the guide element 19th Fulfills. Thus, the embodiment of the device 7.2b ' advantageously fewer components than the embodiment 7.2b out 4th .

Für alle Ausführungsformen der Vorrichtung 7 zum Speichern von Öl gilt, dass die äußeren Abmessungen so gering wie möglich sind, um den Bauraum auf ein Minimum zu reduzieren, jedoch ebenso so groß wie nötig sind, um ein ausreichendes Speichervolumen 15 für das Öl bereitzustellen, um letztendlich den Bauraum, insbesondere innerhalb eines Kraftfahrzeugs, optimal auszunutzen.
Der Schwimmer 18a, 18b ist bevorzugt aus einem Metall ausgebildet, kann aber ebenso aus jedem anderen Material gefertigt sein, welches sowohl gegenüber dem Kältemittel als auch gegenüber dem Öl beständig ist. Der Schwimmer 18a, 18b kann neben der Form einer Kugel oder eines Kreiskegels beziehungsweise eines Kreiskegelstumpfes auch in jeder anderen Form ausgebildet sein, um den Auslass 17 sicher zu verschließen.
Das Federelement 20, 20' kann neben der zylindrischen Schraubenfeder oder dem Federblech auch in jeder anderen Form einer Feder ausgebildet sein. Das Federelement 20, 20' ist wie das Führungselement 19 bevorzugt aus einem Metall gefertigt, kann aber ebenso aus jedem anderen Material ausgebildet sein, welches sowohl gegenüber dem Kältemittel als auch gegenüber dem Öl beständig ist.
Auch das Filterelement 22 beziehungsweise die die Filterfunktion erfüllende Komponente des Dichtungselements 21 ist bevorzugt aus einem Metall ausgebildet, kann aber ebenso aus jedem anderen Material gefertigt sein, welches sowohl gegenüber dem Kältemittel als auch gegenüber dem Öl beständig ist.
Die Vorrichtung 7 ist als Verbindungsblock aus einem Metall, wie Aluminium, Stahl oder Edelstahl, ausgebildet.For all embodiments of the device 7 For storing oil, the external dimensions are as small as possible in order to reduce the installation space to a minimum, but are also as large as necessary in order to have a sufficient storage volume 15 to provide for the oil in order to ultimately make optimal use of the installation space, in particular within a motor vehicle.
The swimmer 18a , 18b is preferably made of a metal, but can also be made of any other material that is resistant to both the refrigerant and the oil. The swimmer 18a , 18b In addition to the shape of a ball or a circular cone or a circular truncated cone, it can also be designed in any other shape around the outlet 17th lock securely.
The spring element 20th , 20 ' can be formed in addition to the cylindrical coil spring or the spring plate in any other form of a spring. The spring element 20th , 20 ' is like the guide element 19th preferably made of a metal, but can also be made of any other material that is resistant to both the refrigerant and the oil.
The filter element too 22 or the component of the sealing element that fulfills the filter function 21 is preferably made of a metal, but can also be made of any other material that is resistant to both the refrigerant and the oil.
The device 7 is designed as a connecting block made of a metal, such as aluminum, steel or stainless steel.

BezugszeichenlisteReference list

11
KältemittelkreislaufRefrigerant circulation
22nd
Verdichtercompressor
33rd
ÖlabscheiderOil separator
44th
WärmeübertragerHeat exchanger
55
ExpansionsorganExpansion organ
66
WärmeübertragerHeat exchanger
7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b'7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b'
Vorrichtung zum Speichern von ÖlDevice for storing oil
88th
MischpunktMixing point
1010th
Verbindungsleitung Kältemittel-Öl-GemischConnection line refrigerant-oil mixture
1111
Verbindungsleitung KältemittelRefrigerant connection line
1212th
Verbindungsleitung ÖlOil connection line
1313
ArretiermittelLocking means
1414
GewindebohrungTapped hole
1515
SpeichervolumenStorage volume
1616
Einlassinlet
1717th
AuslassOutlet
18a, 18b18a, 18b
Schwimmerswimmer
1919th
Führungselement SchwimmerGuide element float
20, 20'20, 20 '
FederelementSpring element
2121
Dichtungselement mit FilterfunktionSealing element with filter function
2222
Filterelement Filter element
GG
Kältemittel-Öl-GemischRefrigerant-oil mixture
KMKM
KältemittelRefrigerant
Öloil
Öloil

Claims (10)

Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') zum Speichern von Öl in einem Kältemittelkreislauf (1), insbesondere für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs, wobei - der Kältemittelkreislauf (1) in Strömungsrichtung einen Verdichter (2), einen Ölabscheider (3) sowie einen Wärmeübertrager (4) zur Abkühlung und Verflüssigung des Kältemittels aufweist und die Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) über Verbindungsleitungen (10, 11, 12) miteinander verbunden sind, - die Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') - als ein Verbindungsblock zwischen Verbindungsleitungen (12) und Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) ausgebildet ist, - ein Speichervolumen (15) für das Öl mit einem Einlass (16) und einem Auslass (17) aufweist und in einem Strömungspfad zum Rückführen des Öls angeordnet ist, wobei sich der Strömungspfad von dem Ölabscheider (3) bis zu einem in Strömungsrichtung vor dem Verdichter angeordneten Mischpunkt (8) erstreckt, sodass die Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') und der Ölabscheider (3) als separate Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) ausgebildet sind, - zur Regelung des Massenstroms des rückzuführenden Öls einen verstellbaren Durchströmquerschnitt des Auslasses (17) aufweist, wobei der Durchströmquerschnitt des Auslasses (17) zwischen einer Wandung und einem Schwimmer (18a, 18b) mittels einer veränderlichen Anordnung des Schwimmers (18a, 18b) variierbar und verschließbar ist.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') for storing oil in a refrigerant circuit (1), in particular for an air conditioning system of a motor vehicle, the refrigerant circuit (1) being a compressor in the direction of flow (2), an oil separator (3) and a heat exchanger (4) for cooling and liquefying the refrigerant and the Components of the refrigerant circuit (1) are connected to one another via connecting lines (10, 11, 12), - the device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') - as a connecting block between connecting lines (12 ) and components of the refrigerant circuit (1), - has a storage volume (15) for the oil with an inlet (16) and an outlet (17) and is arranged in a flow path for returning the oil, the flow path being different from the Oil separator (3) extends up to a mixing point (8) arranged upstream of the compressor, so that the device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') and the oil separator (3) as separate Components of the refrigerant circuit (1) are formed, - for regulating the mass flow of the oil to be returned, has an adjustable flow cross section of the outlet (17), the flow cross section of the outlet (17) between a wall and a float (18a, 18b) can be varied and closed by means of a variable arrangement of the float (18a, 18b). Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2a') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (18a) kreiskugelförmig ausgebildet ist, wobei die Kugelfläche des Schwimmers (18a) im geschlossenen Zustand des Auslasses (17) an der Wandung anliegt.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2a ') after Claim 1 , characterized in that the float (18a) is circular in shape, the spherical surface of the float (18a) abutting the wall in the closed state of the outlet (17). Vorrichtung (7.2b, 7.2b') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (18b) kreiskegelstumpfförmig ausgebildet ist, wobei der Schwimmer (18b) eine Grundfläche, eine Deckfläche und eine Mantelfläche aufweist, wobei die Mantelfläche des Schwimmers (18b) im geschlossenen Zustand des Auslasses (17) an der Wandung anliegt.Device (7.2b, 7.2b ') after Claim 1 , characterized in that the float (18b) is formed in the shape of a truncated circular cone, the float (18b) having a base surface, a top surface and an outer surface, the outer surface of the float (18b) abutting the wall in the closed state of the outlet (17) . Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (18a, 18b) mit einem Führungselement (19) und einem Federelement (20) gehaltert angeordnet ist, wobei das Federelement (20) als zylindrische Schraubenfeder ausgebildet ist.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b) according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the float (18a, 18b) is arranged to be held with a guide element (19) and a spring element (20), the spring element (20) being designed as a cylindrical helical spring. Vorrichtung (7.2a', 7.2b') nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwimmer (18a, 18b) mit einem Federelement (20') gehaltert angeordnet ist, wobei das Federelement als (20') Federblech ausgebildet ist.Device (7.2a ', 7.2b') according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the float (18a, 18b) is arranged held with a spring element (20 '), the spring element being designed as a (20') spring plate. Vorrichtung (7, 7.1a) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer Verbindungsleitung (12) des Kältemittelkreislaufs (1) und dem Einlass (16) ein Dichtungselement (21) mit einer Filterfunktion angeordnet ist, wobei innerhalb des Dichtungselements (21) ein Filterelement integriert ausgebildet ist, sodass die Vorrichtung (7, 7.1a) mit der Verbindungsleitung (12) fluiddicht gekoppelt ist und das Öl durch das Dichtungselement (21) mit Filterfunktion in das Speichervolumen (15) einströmt.Device (7, 7.1a) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a sealing element (21) with a filter function is arranged between a connecting line (12) of the refrigerant circuit (1) and the inlet (16), a filter element being integrated within the sealing element (21) so that the device ( 7, 7.1a) is coupled in a fluid-tight manner to the connecting line (12) and the oil flows into the storage volume (15) through the sealing element (21) with a filter function. Vorrichtung (7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Einlasses (16) ein Filterelement (22) angeordnet ist, sodass das Öl durch das Filterelement (22) hindurch in das Speichervolumen (15) einströmt.Device (7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that a filter element (22) is arranged in the region of the inlet (16) so that the oil flows through the filter element (22) into the storage volume (15). Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') als Verbindungsblock zwischen Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) verschraubt ist.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') is screwed as a connecting block between components of the refrigerant circuit (1) to the adjacent components of the refrigerant circuit (1). Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsblock mit Arretiermitteln in Form von Kodierungsstiften ausgebildet ist, sodass der Verbindungsblock nach dem Zusammenstecken als ein Schritt der Montage des Kältemittelkreislaufs (1) mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) arretiert ist.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') after Claim 8 , characterized in that the connecting block is designed with locking means in the form of coding pins, so that the connecting block is locked as a step in the assembly of the refrigerant circuit (1) with the adjacently arranged components of the refrigerant circuit (1) after being plugged together. Vorrichtung (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a', 7.2b') nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsblock zum Verschrauben mit den benachbart angeordneten Komponenten des Kältemittelkreislaufs (1) Gewindebohrungen (14) aufweist.Device (7, 7.1a, 7.2a, 7.2b, 7.2a ', 7.2b') according to one of the Claims 8 or 9 , characterized in that the connecting block for screwing to the adjacent components of the refrigerant circuit (1) has threaded bores (14).
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