DE102022106259A1 - Device for cooling a fluid to be compressed in a compressor and compressor with the device - Google Patents

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Jörn Fröhling
Florian Bieregger
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zum Kühlen eines in einem Verdichter (1) zu verdichtenden Fluids, insbesondere eines Kältemittels, mit einem Wärmeträgerfluid. Die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) weist mindestens einen ersten Strömungskanal (11, 11-1, 11-2, 11-5) zum Leiten des Fluids, mindestens einen zweiten Strömungskanal (12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-5) zum Leiten des Wärmeträgerfluids sowie einen Einlass (13) und einen Auslass (14) für das Wärmeträgerfluid auf. Zudem ist ein Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) derart ausgebildet, dass die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) mit dem Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) als eine separate Komponente auf einer Längsachse (6) zwischen Gehäuseelementen (2c, 2d) eines modularen Verdichters (1) anordenbar oder in ein Gehäuse des Verdichters integrierbar ist. Die Erfindung betrifft zudem einen Verdichter zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids, insbesondere des Kältemittels, mit der Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben des Verdichters. Der Verdichter kann im Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.The invention relates to a device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) for cooling a fluid to be compressed in a compressor (1), in particular a refrigerant, with a heat transfer fluid. The device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) has at least one first flow channel (11, 11-1, 11-2, 11-5) for conducting the fluid, at least one second flow channel (12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-5) for conducting the heat transfer fluid and an inlet (13) and an outlet (14) for the heat transfer fluid. In addition, a core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) is designed in such a way that the device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) with the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) as a separate component on a longitudinal axis (6) between housing elements (2c, 2d) of a modular compressor (1 ) can be arranged or integrated into a housing of the compressor. The invention also relates to a compressor for compressing a vaporous fluid, in particular the refrigerant, with the device and a method for operating the compressor. The compressor can be used in the refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kühlen eines in einem Verdichter zu verdichtenden Fluids, insbesondere eines Kältemittels, mit einem Wärmeträgerfluid. Die Vorrichtung weist einen ersten Strömungskanal zum Leiten des im Verdichter zu verdichtenden Fluids, einen zweiten Strömungskanal zum Leiten des Wärmeträgerfluids sowie einen Einlass und einen Auslass für das Wärmeträgerfluid auf. Die Erfindung betrifft zudem einen Verdichter zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids, insbesondere des Kältemittels, sowie ein Verfahren zum Betreiben des Verdichters. Der Verdichter kann im Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden.The invention relates to a device for cooling a fluid to be compressed in a compressor, in particular a refrigerant, with a heat transfer fluid. The device has a first flow channel for conducting the fluid to be compressed in the compressor, a second flow channel for conducting the heat transfer fluid, and an inlet and an outlet for the heat transfer fluid. The invention also relates to a compressor for compressing a vaporous fluid, in particular the refrigerant, and a method for operating the compressor. The compressor can be used in the refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik sind Verdichter für mobile Anwendungen, insbesondere für Klimatisierungssysteme von Kraftfahrzeugen, zum Fördern von Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf, auch als Kältemittelverdichter bezeichnet, bekannt. Derartige Verdichter werden entweder über eine Riemenscheibe, welche über einen Riemen mit einem Antriebsaggregat des Kraftfahrzeugs verbunden ist, oder elektrisch angetrieben und werden unabhängig vom Kältemittel oft als Kolbenverdichter mit variablem Hubvolumen oder als Scrollverdichter ausgebildet.Compressors for mobile applications, in particular for air conditioning systems in motor vehicles, for conveying refrigerant through a refrigerant circuit, also referred to as refrigerant compressors, are known from the prior art. Such compressors are driven either via a belt pulley, which is connected to a drive unit of the motor vehicle via a belt, or electrically and are often designed as piston compressors with variable displacement or as scroll compressors, regardless of the refrigerant.

So weisen beispielsweise herkömmliche, elektrisch angetriebene Scrollverdichter einen Elektromotor zum Antreiben eines Verdichtungsmechanismus auf. Der Elektromotor sowie der mit einer feststehenden und einer orbitierenden Spirale ausgebildete Verdichtungsmechanismus sind innerhalb eines von einem Gehäuse umschlossenen Volumens angeordnet. Dabei kann das Gehäuse mehrteilig, insbesondere aus einem Gehäuseelement zur Aufnahme des Elektromotors und einem Gehäuseelement zur Aufnahme des Verdichtungsmechanismus, sowie vorzugsweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Aluminium, ausgebildet sein. Die orbitierende Spirale des Verdichtungsmechanismus, in welchem ein dampfförmiges Fluid, speziell ein Kältemittel, verdichtet wird, wird über eine mit dem Elektromotor verbundene Antriebswelle angetrieben.For example, conventional electrically driven scroll compressors have an electric motor for driving a compression mechanism. The electric motor and the compression mechanism formed with a fixed scroll and an orbiting scroll are arranged within a volume enclosed by a housing. The housing can be multi-part, in particular made of a housing element for accommodating the electric motor and a housing element for accommodating the compression mechanism, and preferably made of a metal, in particular aluminum. The orbiting scroll of the compression mechanism, in which a vaporous fluid, specifically a refrigerant, is compressed, is driven by a drive shaft connected to the electric motor.

Bei den aus dem Stand der Technik bekannten, elektrisch angetriebenen Kältemittelverdichtern werden sowohl der Elektromotor als auch die dazugehörigen Steuerelemente beziehungsweise Leistungselektronik mittels des in das Gehäuse angesaugten Kältemittels, auch als Sauggas bezeichnet, gekühlt. Zudem wird an das derart erwärmte Sauggas durch Wärmeleitung innerhalb der Wandung des Gehäuses weitere Wärme übertragen, bevor das Sauggas in den Verdichtungsmechanismus einströmt und anschließend im Verdichtungsmechanismus verdichtet wird.In the case of the electrically driven refrigerant compressors known from the prior art, both the electric motor and the associated control elements or power electronics are cooled by means of the refrigerant sucked into the housing, also referred to as suction gas. In addition, further heat is transferred to the suction gas heated in this way by thermal conduction within the wall of the housing before the suction gas flows into the compression mechanism and is then compressed in the compression mechanism.

Die vom Kältemittel aufgenommene Wärme hat Einfluss auf die Dichte des angesaugten Kältemittels und damit auf den Wirkungsgrad beim Betrieb des Verdichters. Je mehr Wärme an das Kältemittel vor dem Eintritt in den Verdichtungsmechanismus übertragen wird, umso höher sind die Temperatur sowie das spezifische Volumen und umso geringer ist die Dichte des Kältemittels im Ansaugzustand. Eine höhere Temperatur des angesaugten Kältemittels bewirkt zudem eine höhere Temperatur des Kältemittels am Auslass des Verdichters. Die höheren Temperaturen des Kältemittels am Auslass des Verdichters bewirken wiederum eine intensivere Wärmeleitung innerhalb der Wandung des Gehäuses und damit eine stärkere Erwärmung des Sauggases.The heat absorbed by the refrigerant affects the density of the refrigerant sucked in and thus the efficiency of the compressor's operation. The more heat is transferred to the refrigerant before it enters the compression mechanism, the higher the temperature and specific volume and the lower the density of the refrigerant in the suction condition. A higher temperature of the sucked-in refrigerant also causes a higher temperature of the refrigerant at the outlet of the compressor. The higher temperatures of the refrigerant at the outlet of the compressor in turn cause more intensive heat conduction within the wall of the housing and thus greater heating of the suction gas.

So kann beispielsweise beim Verdichten von Kohlenstoffdioxid als Kältemittel die Temperatur des Kältemittels am Auslass des Verdichters bis zu 175°C betragen, was sehr hohe Anforderungen an die Kältemittelleitungen, insbesondere die flexiblen Kältemittelleitungen, am Auslass des Verdichters stellt.For example, when compressing carbon dioxide as a refrigerant, the temperature of the refrigerant at the outlet of the compressor can be up to 175°C, which places very high demands on the refrigerant lines, in particular the flexible refrigerant lines, at the outlet of the compressor.

Um temperaturkritische Komponenten, insbesondere des Kältemittelkreislaufs, zu schützen, wird bei einer zu hohen Temperatur des Kältemittels am Auslass des Verdichters, speziell beim Überschreiten einer vorgegebenen Grenztemperatur, die Leistungsaufnahme des elektrisch angetriebenen Verdichters reduziert. Folglich wird der Kältemittelkreislauf, insbesondere beim Einsatz von Kohlenstoffdioxid als Kältemittel, leistungsgeregelt beziehungsweise abgeregelt.
Die Abregelung der Leistung des Verdichters führt beim Einsatz des Verdichters in einem Kältemittelkreislauf eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs wiederum zu einer wahrnehmbaren Reduzierung eines thermischem Komforts innerhalb des Fahrgastraums.
In order to protect temperature-critical components, in particular the refrigerant circuit, the power consumption of the electrically driven compressor is reduced when the temperature of the refrigerant at the outlet of the compressor is too high, especially when a predetermined limit temperature is exceeded. As a result, the refrigerant circuit, especially when using carbon dioxide as a refrigerant, is power-controlled or limited.
When the compressor is used in a refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle, the regulation of the output of the compressor in turn leads to a perceptible reduction in thermal comfort within the passenger compartment.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung einer Vorrichtung zum Kühlen eines in einem Verdichter zu verdichtenden Fluids, speziell eines dampfförmigen Fluids als Kältemittel in einem Kältemittelverdichter. Der Verdichter soll insbesondere unter Vermeidung einer Abregelung der Leistung infolge zu hoher Temperaturen des verdichteten Fluids mit maximalem Wirkungsgrad betreibbar sein. Die vom Fluid abgeführte Wärme soll innerhalb eines angeschlossenen Systems, beispielsweise eines Klimatisierungssystems beziehungsweise eines Thermomanagamentsystems eines Kraftfahrzeugs, nutzbar sein. Die Vorrichtung soll einen minimalen Bauraum aufweisend und kompakt ausgebildet sowie auf einfache Weise kostengünstig herzustellen sein.The object of the invention is to provide a device for cooling a fluid to be compressed in a compressor, specifically a vaporous fluid as refrigerant in a refrigerant compressor. The compressor should be able to be operated with maximum efficiency, in particular while avoiding derating of the output due to excessively high temperatures of the compressed fluid. The heat removed from the fluid should be usable within a connected system, for example an air conditioning system or a thermal management system of a motor vehicle. The device should have a minimum installation space and be of compact design and be able to be produced in a simple manner and at low cost.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände mit den Merkmalen der selbstständigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.The object is solved by the objects with the features of the independent patent claims. Further developments are specified in the dependent patent claims.

Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines in einem Verdichter zu verdichtenden Fluids, insbesondere eines Kältemittels, mit einem Wärmeträgerfluid gelöst. Die Vorrichtung weist mindestens einen ersten Strömungskanal zum Leiten des im Verdichter zu verdichtenden Fluids, mindestens einen zweiten Strömungskanal zum Leiten des Wärmeträgerfluids sowie einen Einlass und einen Auslass für das Wärmeträgerfluid auf.The object is achieved by a device according to the invention for cooling a fluid to be compressed in a compressor, in particular a refrigerant, with a heat transfer fluid. The device has at least one first flow channel for conducting the fluid to be compressed in the compressor, at least one second flow channel for conducting the heat transfer fluid, and an inlet and an outlet for the heat transfer fluid.

Nach der Konzeption der Erfindung ist ein Kernelement derart ausgebildet, dass die Vorrichtung zum Kühlen des verdichteten Fluids mit dem Kernelement als eine separate Komponente auf einer Längsachse zwischen zwei Gehäuseelementen eines modularen Verdichters anordenbar oder in ein Gehäuse des Verdichters integrierbar ist. Da die Vorrichtung insbesondere zum Kühlen des bereits verdichteten Fluids vorgesehen ist, ist die Vorrichtung in Strömungsrichtung des Fluids im montierten Zustand des Verdichters im Anschluss an einen Verdichtungsmechanismus angeordnet.
Die Anordnung zwischen zwei Gehäuseelementen eines modularen Verdichters ermöglicht ein Nachrüsten der Vorrichtung in herkömmliche Verdichter.
According to the conception of the invention, a core element is designed such that the device for cooling the compressed fluid with the core element can be arranged as a separate component on a longitudinal axis between two housing elements of a modular compressor or can be integrated into a housing of the compressor. Since the device is provided in particular for cooling the already compressed fluid, the device is arranged in the flow direction of the fluid in the assembled state of the compressor following a compression mechanism.
The arrangement between two housing elements of a modular compressor allows the device to be retrofitted in conventional compressors.

Die äußeren Konturen sowie Abmessungen des Kernelements und der Gehäuseelemente können miteinander korrespondieren. Dabei stimmen die äußeren Konturen sowie Abmessungen des Kernelements und der Gehäuseelemente vorzugsweise überein.The outer contours and dimensions of the core element and the housing elements can correspond to one another. The outer contours and dimensions of the core element and the housing elements preferably match.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Kernelement die Form einer Platte, insbesondere einer Scheibe, auf. Der Einlass und der Auslass des Wärmeträgerfluids sind bevorzugt jeweils als ein Stutzen ausgebildet und an einer äußeren Mantelfläche des Kernelements angeordnet.
Das Kernelement weist vorzugsweise mindestens eine in Richtung der Längsachse, welche einer Symmetrieachse der Platte beziehungsweise Scheibe entspricht, verlaufende Durchlassöffnung für das verdichtete Fluid auf.
According to a development of the invention, the core element is in the form of a plate, in particular a disk. The inlet and the outlet of the heat transfer fluid are preferably each designed as a socket and arranged on an outer surface of the core element.
The core element preferably has at least one passage opening for the compressed fluid running in the direction of the longitudinal axis, which corresponds to an axis of symmetry of the plate or disk.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Kernelement im Bereich eines Außenumfangs mit einer konstanten Wandstärke in Richtung der Längsachse und an mindestens einer seitlichen Oberfläche in einem Zentrum der Oberfläche mit einer flächigen Vertiefung gleichmäßiger Tiefe in Richtung der Längsachse ausgebildet. Unter einer flächigen Vertiefung wird dabei eine in Richtung der Längsachse zur äußeren seitlichen Oberfläche nach innen, in Richtung der Längsachse versetzte Oberfläche verstanden. Die Ebenen, in welchen die äußere seitliche Oberfläche und die Oberfläche der Vertiefung aufgespannt sind, sind parallel zueinander ausgerichtet und beabstandet voneinander angeordnet.
Alternativ kann das Kernelement als ein an einem Außenumfang umlaufender Ring mit einer im Zentrum ausgebildeten Struktur aus gestapelten blechförmigen Platten ausgebildet sein.
According to a preferred embodiment of the invention, the core element is formed in the area of an outer circumference with a constant wall thickness in the direction of the longitudinal axis and on at least one lateral surface in a center of the surface with a flat depression of uniform depth in the direction of the longitudinal axis. A flat depression is understood to mean a surface that is offset inward in the direction of the longitudinal axis with respect to the outer lateral surface, in the direction of the longitudinal axis. The planes in which the outer lateral surface and the surface of the depression are spanned are aligned parallel to one another and arranged at a distance from one another.
Alternatively, the core element can be designed as a ring running around on an outer circumference with a structure made of stacked sheet-metal plates in the center.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das Kernelement an der mindestens einen seitlichen Oberfläche Ausnehmungen aufweist, welche sich jeweils von der Oberfläche ausgehend in das Kernelement hinein erstrecken. Die Ausnehmungen sind dabei insbesondere an der mindestens einen seitlichen Oberfläche im Bereich der flächigen Vertiefung ausgebildet.One advantage of the invention is that the core element has recesses on the at least one lateral surface, each of which extends from the surface into the core element. The recesses are formed in particular on the at least one lateral surface in the area of the flat depression.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein plattenförmiges, insbesondere scheibenförmiges Zwischenelement vorgesehen, welches in einer senkrecht zur Längsachse aufgespannten Ebene mit einer ersten Seite an der mindestens einen seitlichen Oberfläche des Kernelements anliegt und die Ausnehmungen fluiddicht abdeckt. Das plattenförmige Zwischenelement weist vorzugsweise ebene Oberflächen auf.
Dabei bilden die mit dem Zwischenelement abgedeckten Ausnehmungen die zweiten Strömungskanäle des Wärmeträgerfluids aus. Die zweiten Strömungskanäle erstrecken sich bevorzugt jeweils von einer mit dem Einlass verbundenen Einlassverteilung zu einer mit dem Auslass verbundenen Auslassmündung und sind parallel mit Wärmeträgerfluid beaufschlagbar.
According to a development of the invention, at least one plate-shaped, in particular disc-shaped, intermediate element is provided, which rests in a plane perpendicular to the longitudinal axis with a first side on the at least one lateral surface of the core element and covers the recesses in a fluid-tight manner. The plate-shaped intermediate element preferably has flat surfaces.
The recesses covered with the intermediate element form the second flow channels of the heat transfer fluid. The second flow channels preferably each extend from an inlet distributor connected to the inlet to an outlet opening connected to the outlet and can be acted upon in parallel with heat transfer fluid.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung korrespondieren die äußeren Konturen und Abmessungen des mindestens einen Zwischenelements und der mindestens einen Vertiefung miteinander, sodass das Zwischenelement innerhalb der Vertiefung angeordnet ist. Das mindestens eine Zwischenelement kann insbesondere die Form eines ebenen, kreisrunden Bleches und die mindestens eine Vertiefung die Form eines Kreises aufweisen. Dabei können ein Außendurchmesser des Zwischenelements einem Außendurchmesser der Vertiefung zuzüglich eines Spiels zur Montage und eine Ausdehnung der Vertiefung in Richtung der Längsachse einer Wandstärke des Zwischenelements entsprechen.
Bei der alternativen Ausgestaltung des Kernelements als ein am Außenumfang umlaufender Ring mit einer im Zentrum ausgebildeten Struktur aus gestapelten blechförmigen Platten können die äußeren Konturen und Abmessungen des mindestens einen Zwischenelements und einer inneren Mantelfläche des am Außenumfang umlaufenden Rings des Kernelements miteinander korrespondierend ausgebildet sein.
According to a further advantageous embodiment of the invention, the outer contours and dimensions of the at least one intermediate element and the at least one depression correspond to one another, so that the intermediate element is arranged within the depression. The at least one intermediate element can in particular have the shape of a flat, circular metal sheet and the at least one depression can have the shape of a circle. An outer diameter of the intermediate element can correspond to an outer diameter of the depression plus a clearance for assembly and an expansion of the depression in the direction of the longitudinal axis can correspond to a wall thickness of the intermediate element.
In the alternative configuration of the core element as a ring running around the outer circumference with a structure made of stacked sheet-metal plates in the center, the outer contours and dimensions of the at least one intermediate element and an inner lateral surface of the ring running around the outer circumference of the core element can be designed to correspond to one another.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das mindestens eine Zwischenelement mindestens eine in Richtung der Längsachse verlaufende Durchlassöffnung für das verdichtete Fluid aufweist.A further advantage of the invention is that the at least one intermediate element has at least one passage opening for the compressed fluid running in the direction of the longitudinal axis.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist mindestens ein plattenförmiges Außenelement mit Ausformungen ausgebildet, welches in einer senkrecht zur Längsachse aufgespannten Ebene an einer zweiten Seite des mindestens einen Zwischenelements anliegt. Dabei sind die im Außenelement ausgebildeten Ausformungen vom Zwischenelement - möglichst fluiddicht - derart abgedeckt, dass die ersten Strömungskanäle ausgebildet sind.According to a further development of the invention, at least one plate-shaped outer element is formed with formations, which rests on a second side of the at least one intermediate element in a plane spanned perpendicularly to the longitudinal axis. The formations formed in the outer element are covered by the intermediate element—as fluid-tight as possible—in such a way that the first flow channels are formed.

Das Kernelement ist insbesondere an beiden seitlichen Oberflächen im Zentrum jeweils mit einer Vertiefung gleichmäßiger Tiefe in Richtung der Längsachse und Ausnehmungen versehen. Dabei sind die Ausnehmungen jeweils durch ein in der Vertiefung angeordnetes Zwischenelement mit jeweils einer ersten Seite des Zwischenelements fluiddicht abgedeckt. Zudem liegt jeweils an den zweiten Seiten der Zwischenelemente ein Außenelement mit Ausformungen an, sodass die im Außenelement ausgebildeten Ausformungen vom Zwischenelement - möglichst fluiddicht - abgedeckt sind.The core element is provided in particular on both lateral surfaces in the center with a depression of uniform depth in the direction of the longitudinal axis and recesses. The recesses are each covered in a fluid-tight manner by an intermediate element arranged in the recess, each having a first side of the intermediate element. In addition, an outer element with formations rests on the second side of the intermediate elements, so that the formations formed in the outer element are covered by the intermediate element—as fluid-tight as possible.

Bei der Vorrichtung zum Kühlen des im Verdichter zu verdichtenden Fluids handelt es sich vorteilhaft um einen gestapelten Plattenwärmeübertrager mit einer durch die Anzahl der gestapelten Platten skalierbaren Leistung und definierten Größe. Die Vorrichtung ist vorzugsweise als eine gelötete oder geschweißte, insbesondere lasergeschweißte Komponente aus stranggepressten und geformten Elementen aus einem Aluminium ausgebildet. Dabei kann auf zusätzliche Dichtungselemente zwischen dem Wärmeträgerfluidkreislauf und dem im Verdichter zu verdichtenden Fluid verzichtet werden.
Innerhalb der Vorrichtung werden das Wärmeträgerfluid und das im Verdichter zu verdichtende Fluid bevorzugt in einem Gegenstrom oder einem Kreuzgegenstrom geführt.
Als Wärmeträgerfluid kann ein Kühlmittel oder das im Verdichter zu verdichtende Fluid, insbesondere das Kältemittel, eingesetzt werden. Beim Einsatz eines Kühlmittels als Wärmeträgerfluid ist die Vorrichtung als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager ausgebildet. Bei einer Verwendung des Kältemittels als Wärmeträgerfluid entspricht die Vorrichtung einem Kältemittel-Kältemittel-Wärmeübertrager, welcher dann beispielsweise als ein kreislaufinterner Wärmeübertrager betrieben wird.
The device for cooling the fluid to be compressed in the compressor is advantageously a stacked plate heat exchanger with a capacity that can be scaled by the number of stacked plates and a defined size. The device is preferably designed as a soldered or welded, in particular laser-welded, component made of extruded and formed elements made of aluminum. In this way, additional sealing elements between the heat transfer fluid circuit and the fluid to be compressed in the compressor can be dispensed with.
Within the device, the heat transfer fluid and the fluid to be compressed in the compressor are preferably conducted in a countercurrent or a cross-countercurrent.
A coolant or the fluid to be compressed in the compressor, in particular the refrigerant, can be used as the heat transfer fluid. When a coolant is used as the heat transfer fluid, the device is designed as a refrigerant/coolant heat exchanger. If the refrigerant is used as a heat transfer fluid, the device corresponds to a refrigerant-refrigerant heat exchanger, which is then operated, for example, as a circuit-internal heat exchanger.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind ein erstes Außenelement mit einer Einlassöffnung und ein zweites Außenelement mit einer Auslassöffnung für das verdichtete Fluid ausgebildet.
Das erste Außenelement kann mindestens eine Verzweigung derart aufweisen, dass sich die ersten Strömungskanäle jeweils von der Einlassöffnung zu mindestens einer Verzweigung erstrecken und parallel zueinander mit Fluid beaufschlagt sind. Das zweite Außenelement kann mindestens eine Verzweigung derart aufweisen, dass sich die ersten Strömungskanäle jeweils von mindestens einer Verzweigung zur Auslassöffnung erstrecken und parallel zueinander mit Fluid beaufschlagt sind.
According to a further preferred embodiment of the invention, a first outer element is formed with an inlet opening and a second outer element is formed with an outlet opening for the compressed fluid.
The first outer element can have at least one branch such that the first flow channels each extend from the inlet opening to at least one branch and are supplied with fluid parallel to one another. The second outer element can have at least one branch such that the first flow channels each extend from at least one branch to the outlet opening and are supplied with fluid parallel to one another.

Die mindestens eine im Kernelement ausgebildete Durchlassöffnung für das verdichtete Fluid, die mindestens eine im Zwischenelement ausgebildete Durchlassöffnung für das verdichtete Fluid sowie die im ersten Außenelement vorgesehene mindestens eine Verzweigung und die im zweiten Außenelement vorgesehene mindestens eine Verzweigung sind insbesondere fluchtend zueinander und damit entlang einer Achse angeordnet, sodass das verdichtete Fluid aus der Verzweigung des ersten Außenelements ausströmt und ohne Umlenkungen auf geradlinigem Strömungsweg durch die Durchlassöffnungen des Zwischenelements und des Kernelements in die Verzweigung des zweiten Außenelements einströmt.
Bei einer Ausbildung von mehr als einer Verzweigung innerhalb der Außenelemente ist jeder Verzweigung des ersten Außenelements eine Durchlassöffnung im Zwischenelement, eine Durchlassöffnung im Kernelement sowie eine Verzweigung im zweiten Außenelement zugeordnet. Bei der Ausbildung von mehr als einem Zwischenelement ist jedes Zwischenelement mit entsprechenden Durchlassöffnungen versehen.
The at least one passage opening for the compressed fluid formed in the core element, the at least one passage opening for the compressed fluid formed in the intermediate element and the at least one branch provided in the first outer element and the at least one branch provided in the second outer element are in particular aligned with one another and thus along an axis arranged so that the compressed fluid flows out of the branch of the first outer element and flows without deflections on a straight flow path through the passage openings of the intermediate element and the core element into the branch of the second outer element.
If more than one branch is formed within the outer elements, each branch of the first outer element is assigned a passage opening in the intermediate element, a passage opening in the core element and a branch in the second outer element. If more than one intermediate element is formed, each intermediate element is provided with corresponding passage openings.

Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist das Kernelement hohlkreiszylinderförmig ausgebildet. Dabei sind vorzugsweise innerhalb des Kernelements ein hohlkreiszylinderförmiges Wandelement und innerhalb des Wandelements ein zylinderförmiges Zentralelement angeordnet, welche zur Längsachse koaxial ausgerichtet sind. Ein Durchmesser einer inneren Mantelfläche des Kernelements kann mit einem Durchmesser einer äußeren Mantelfläche des Wandelements korrespondieren, während ein Durchmesser einer inneren Mantelfläche des Wandelements mit einem Durchmesser einer Mantelfläche des Zentralelements korrespondieren kann, sodass die jeweiligen Mantelflächen fluiddicht aneinander anliegen.According to an alternative embodiment of the invention, the core element is designed in the shape of a hollow circular cylinder. A wall element in the form of a hollow circular cylinder and a cylindrical central element are preferably arranged inside the core element and are aligned coaxially with the longitudinal axis. A diameter of an inner lateral surface of the core element can correspond to a diameter of an outer lateral surface of the wall element, while a diameter of an inner lateral surface of the wall element can correspond to a diameter of a lateral surface of the central element, so that the respective lateral surfaces abut against one another in a fluid-tight manner.

Das Wandelement weist vorteilhaft an der äußeren Mantelfläche eine Ausnehmung für den zweiten Strömungskanal des Wärmeträgerfluids auf. Alternativ kann die Ausnehmung für den zweiten Strömungskanal auch an der inneren Mantelfläche des Kernelements ausgebildet sein.
Das Wandelement weist bevorzugt an der inneren Mantelfläche eine Ausnehmung für den ersten Strömungskanal auf. Alternativ kann die Ausnehmung für den ersten Strömungskanal auch an der Mantelfläche des Zentralelements vorgesehen sein.
The wall element advantageously has a recess for the second flow channel of the heat transfer fluid on the outer lateral surface on. Alternatively, the recess for the second flow channel can also be formed on the inner lateral surface of the core element.
The wall element preferably has a recess for the first flow channel on the inner lateral surface. Alternatively, the recess for the first flow channel can also be provided on the lateral surface of the central element.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Ausnehmungen der Strömungskanäle in Form einer in Umfangsrichtung verlaufenden wendelförmigen Nut, insbesondere einer axialen Spirale ausgebildet sind, deren Einlass und Auslass in Richtung der Längsachse voneinander beabstandet sind.A further advantage of the invention is that the recesses of the flow channels are designed in the form of a helical groove running in the circumferential direction, in particular an axial spiral, the inlet and outlet of which are spaced apart from one another in the direction of the longitudinal axis.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb des Kernelements ein Steuerelement, insbesondere ein Ventil, zum Steuern des Wärmeträgerfluidmassenstroms durch die Vorrichtung integriert.According to a further preferred embodiment of the invention, a control element, in particular a valve, for controlling the heat transfer fluid mass flow through the device is integrated within the core element.

Die Aufgabe wird auch durch einen erfindungsgemäßen Verdichter zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids, insbesondere eines Kältemittels, gelöst. Der Verdichter weist ein Gehäuse, eine im Gehäuse angeordnete Antriebsvorrichtung sowie einen von der Antriebsvorrichtung angetriebenen Verdichtungsmechanismus auf.The object is also achieved by a compressor according to the invention for compressing a vaporous fluid, in particular a refrigerant. The compressor has a housing, a drive device arranged in the housing, and a compression mechanism driven by the drive device.

Nach der Konzeption der Erfindung ist in Strömungsrichtung des Fluids nach dem Verdichtungsmechanismus eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen des Fluids ausgebildet. Der Verdichter weist folglich einen integrierten Wärmeübertrager auf.According to the conception of the invention, a device according to the invention for cooling the fluid is formed downstream of the compression mechanism in the direction of flow of the fluid. Consequently, the compressor has an integrated heat exchanger.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Verdichtungsmechanismus eine orbitierende Spirale und eine feststehende Spirale auf. Dabei ist die insbesondere zwischen einem Auslass des Fluids aus der feststehenden Spirale und einem Auslass des Verdichters angeordnete Vorrichtung zum Kühlen des Fluids als eine separate Komponente zwischen auf einer Längsachse angeordneten Gehäuseelementen des Gehäuses oder in das Gehäuse des Verdichters integriert oder als eine Komponente der feststehenden Spirale ausgebildet. Bei der Ausbildung der Vorrichtung als eine Komponente der feststehenden Spirale werden die feststehende Spirale und damit das innerhalb der Spirale geförderte Fluid während der Verdichtung direkt gekühlt.According to a development of the invention, the compression mechanism has an orbiting scroll and a fixed scroll. The device for cooling the fluid, which is arranged in particular between an outlet of the fluid from the fixed scroll and an outlet of the compressor, is integrated as a separate component between housing elements of the housing arranged on a longitudinal axis or in the housing of the compressor, or as a component of the fixed scroll educated. When the device is formed as a component of the fixed scroll, the fixed scroll and thus the fluid conveyed within the scroll are directly cooled during compression.

Die Vorrichtung zum Kühlen des Fluids weist vorzugsweise eine Ausdehnung in Richtung der Längsachse im Bereich von 25 mm bis 30 mm auf, sodass der Bauraum des Verdichters durch Integration der Vorrichtung nur unwesentlich vergrößert wird.The device for cooling the fluid preferably has an extension in the direction of the longitudinal axis in the range of 25 mm to 30 mm, so that the installation space of the compressor is increased only insignificantly by integrating the device.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Vorrichtung zum Kühlen des Fluids innerhalb eines unter einem Hochdruckniveau des Fluids beaufschlagten Volumens angeordnet, sodass ein innerhalb des ersten Strömungskanals zum Leiten des Fluids vorherrschender Druck und ein innerhalb eines Volumens, welches an einer den Strömungskanal begrenzenden Wandung von außen angrenzt, vorherrschender Druck im Wesentlich gleich groß sind. Die geringe Druckdifferenz über der den Strömungskanal begrenzenden Wandung erfordert nur eine sehr geringe Wandstärke der Außenelemente. Lediglich die den zweiten Strömungskanal zum Leiten des Wärmeträgerfluids umschließende Wandung ist derart robust auszulegen, dem Hochdruck des Fluids standzuhalten.According to an advantageous embodiment of the invention, the device for cooling the fluid is arranged within a volume subjected to a high-pressure level of the fluid, so that a pressure prevailing within the first flow channel for conducting the fluid and a pressure within a volume which is at a wall delimiting the flow channel of externally adjacent, prevailing pressures are essentially the same. The low pressure difference over the wall delimiting the flow channel requires only a very small wall thickness of the outer elements. Only the wall enclosing the second flow channel for conducting the heat transfer fluid has to be designed to be robust enough to withstand the high pressure of the fluid.

Die Aufgabe wird zudem durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Betreiben des Verdichters gelöst. Dabei wird eine Leistung der Vorrichtung zum Kühlen des im Verdichter zu verdichtenden Fluids über einen Wärmeträgerfluidmassenstrom durch die Vorrichtung und eine Vorlauftemperatur des Wärmeträgerfluids geregelt, sodass ein Austrittszustand des verdichteten Fluids an einem Auslass des Verdichters unabhängig von einem Betriebszustand des Verdichters eingestellt wird.The object is also achieved by a method according to the invention for operating the compressor. In this case, a performance of the device for cooling the fluid to be compressed in the compressor is regulated by the device via a heat transfer fluid mass flow and a flow temperature of the heat transfer fluid, so that an exit state of the compressed fluid at an outlet of the compressor is set independently of an operating state of the compressor.

Die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht die Verwendung des Verdichters für ein Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs.The advantageous embodiment of the invention allows the use of the compressor for a refrigerant of a refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Kühlen eines in einem Verdichter zu verdichtenden Fluids beziehungsweise der erfindungsgemäße Verdichter zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids mit der Vorrichtung weisen zusammenfassend weitere diverse Vorteile gegenüber den Vorrichtungen aus dem Stand der Technik auf:

  • - Reduktion der mittleren Verdichtertemperatur, insbesondere der Temperatur des verdichteten Fluids am Auslass des Verdichters ohne Reduktion der Leistung im Kältemittelkreislauf - beispielsweise liegt die Temperatur am Auslass des Verdichters mit Kohlenstoffdioxid als Kältemittel unter 100°C anstelle von 175 °C ohne die erfindungsgemäße Vorrichtung, dadurch
    • - reduzierte Temperaturanforderung an Kältemittelleitungen im Kreislauf, insbesondere nach dem Verdichter, verbunden mit dem Senken der Systemkosten durch den Einsatz von Niedertemperaturkältemittelleitungen auf der Hochdruckseite des Kreislaufs,
    • - Erhöhen des volumetrischen und des isentropen Wirkungsgrades, (insbesondere bei Kühlung der feststehenden Spirale im Scrollverdichter)
      • - höhere Kälteleistung im System beziehungsweise geringere Antriebsleistung des Verdichters bei vergleichbaren Kälteleistungen, beispielsweise Steigern des Massenstroms um 4 % bei Reduktion der Antriebsleistung um 6 % mit Kohlenstoffdioxid als zu verdichtendes Fluid,
    • - Erhöhen des elektrischen Wirkungsgrads aufgrund der indirekten Kühlung von Inverter und Elektromotor der Antriebsvorrichtung des Verdichters,
    • - Vermeiden von Leistungsabregelungen und Drehzahlverringerungen am Verdichter infolge zu hoher Temperaturen des verdichteten Fluids am Auslass des Verdichters,
    • - Reduktion der Wärmeleitung in Richtung der Längsachse des Verdichters durch thermodynamische Unterbrechung der Leitung,
    • - Reduktion der Temperatur des verdichteten Fluids am Einlass in den Gaskühler/Kondensator infolge einer reduzierten Wärmelast beziehungsweise Gaskühler/Kondensator mit geringerer Leistung, da ein signifikanter Anteil der Wärme im Verdichter über den Wärmeträgerfluidkreislauf abgeführt oder kein externer Gaskühler/Kondensator benötigt wird,
    • - maximale Lebensdauer interner Komponenten,
  • - Vermeiden von Verlusten durch die Auskopplung der Wärme in den Wärmeträgerfluidkreislauf,
  • - gezielte Regelung des Wärmeträgerfluidmassenstroms und gezieltes Nutzen der Verdichterabwärme zum Heizen, beispielsweise der Batterie, dadurch Erhöhen der Reichweite bei elektromotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen und Verzicht auf zusätzliche elektrische Beheizung,
  • - Optimierung des Thermomanagements für mehr Komfort der Fahrzeuginsassen sowie
  • - Verringern der Geräuschemission beziehungsweise der Schallemission und der Druckpulsationen im System durch die Vorrichtung zum Kühlen infolge des Nutzens des inneren Hohlraumvolumens als Schalldämpfer noch gesteigert.
The device according to the invention for cooling a fluid to be compressed in a compressor or the compressor according to the invention for compressing a vaporous fluid with the device have, in summary, further various advantages compared to the devices from the prior art:
  • - Reduction of the average compressor temperature, in particular the temperature of the compressed fluid at the outlet of the compressor without reducing the performance in the refrigerant circuit - for example, the temperature at the outlet of the compressor with carbon dioxide as the refrigerant is below 100°C instead of 175°C without the device according to the invention, as a result
    • - reduced temperature requirement on refrigerant lines in the circuit, especially after the compressor, combined with lowering of system costs through the use of low-temperature refrigerant lines on the high-pressure side of the circuit,
    • - Increase in volumetric and isentropic efficiency (especially when cooling the fixed scroll in scroll compressors)
      • - higher cooling capacity in the system or lower drive power of the compressor with comparable cooling capacities, for example increasing the mass flow by 4% with a reduction in drive power by 6% with carbon dioxide as the fluid to be compressed,
    • - increase in electrical efficiency due to indirect cooling of the inverter and electric motor of the compressor drive device,
    • - Avoidance of power derating and speed reductions on the compressor due to high temperatures of the compressed fluid at the compressor outlet,
    • - Reduction of heat conduction in the direction of the longitudinal axis of the compressor through thermodynamic interruption of the line,
    • - Reduction of the temperature of the compressed fluid at the inlet to the gas cooler/condenser as a result of a reduced heat load or gas cooler/condenser with lower capacity, since a significant proportion of the heat in the compressor is dissipated via the heat transfer fluid circuit or no external gas cooler/condenser is required,
    • - maximum lifespan of internal components,
  • - Avoidance of losses due to the decoupling of the heat in the heat transfer fluid circuit,
  • - targeted control of the heat transfer fluid mass flow and targeted use of the compressor waste heat for heating, for example the battery, thereby increasing the range of electric motor vehicles and dispensing with additional electrical heating,
  • - Optimization of the thermal management for more comfort of the vehicle occupants as well
  • - Reducing the noise emission or the sound emission and the pressure pulsations in the system by the device for cooling as a result of the use of the inner cavity volume as a sound absorber is increased.

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: einen elektrisch angetriebenen Verdichter mit einer im Verdichter integrierten Vorrichtung zum Kühlen eines in dem Verdichter zu verdichtenden Fluids in einer Schnittdarstellung,
  • 2: Komponenten des Verdichters mit einer ersten Ausführungsform der integrierten Vorrichtung zum Kühlen des Fluids in einer perspektivischen Ansicht,
  • 3a und 3b: die Komponenten des Verdichters mit der integrierten Vorrichtung zum Kühlen des Fluids aus 2 in einer perspektivischen sowie einer seitlichen Schnittdarstellung,
  • 4a: die erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Kühlen des im Verdichter zu verdichtenden Fluids aus den 3a und 3b im montierten Zustand in einer perspektivischen Ansicht,
  • 4b und 4c: die erste Ausführungsform der Vorrichtung zum Kühlen des im Verdichter zu verdichtenden Fluids aus den 3a und 3b mit einem Kernelement, Zwischenelementen und Außenelementen jeweils in einer perspektivischen Explosionsdarstellung,
  • 5a bis 5e: mit der ersten Ausführungsform der Vorrichtung aus 2, einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung, einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung, einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung und einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung verschiedene Ausführungsformen in einer Zusammenstellung,
  • 6a und 6b: das Kernelement der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung zum Kühlen des im Verdichter zu verdichtenden Fluids aus 5b mit einem Einlass und einem Auslass eines Wärmeträgerfluids jeweils als ein Einzelelement in einer perspektivischen Seitenansicht sowie
  • 6c und 6d: das Kernelement aus den 6a und 6b mit den Strömungsrichtungen des im Verdichter zu verdichtenden Fluids und des Wärmeträgerfluids jeweils in einer Seitenansicht.
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 : an electrically driven compressor with a device integrated in the compressor for cooling a fluid to be compressed in the compressor, in a sectional view,
  • 2 : components of the compressor with a first embodiment of the integrated device for cooling the fluid in a perspective view,
  • 3a and 3b : the components of the compressor with the integrated device for cooling the fluid 2 in a perspective and a lateral sectional view,
  • 4a : the first embodiment of the device for cooling the fluid to be compressed in the compressor from the 3a and 3b in the assembled state in a perspective view,
  • 4b and 4c : the first embodiment of the device for cooling the fluid to be compressed in the compressor from the 3a and 3b with a core element, intermediate elements and outer elements, each in a perspective exploded view,
  • 5a until 5e : with the first embodiment of the device 2 , a second embodiment of the device, a third embodiment of the device, a fourth embodiment of the device and a fifth embodiment of the device different embodiments in one combination,
  • 6a and 6b : the core element of the second embodiment of the device for cooling the fluid to be compressed in the compressor 5b with an inlet and an outlet of a heat transfer fluid, each as a single element in a perspective side view and
  • 6c and 6d : the core element from the 6a and 6b with the directions of flow of the fluid to be compressed in the compressor and of the heat transfer fluid, each in a side view.

Aus 1 geht ein elektrisch angetriebener Verdichter 1 eines dampfförmigen Fluids, speziell für ein Klimatisierungssystem eines Kraftfahrzeugs zum Fördern von Kältemittel durch einen Kältemittelkreislauf, mit einer in einem Gehäuse 2 angeordneten Antriebsvorrichtung 4, insbesondere einem Elektromotor, zum Antreiben eines Verdichtungsmechanismus 5 und einer im Verdichter 1 integrierten Vorrichtung 10 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids in einer Schnittdarstellung hervor. Das Gehäuse 2 weist mehrere Gehäuseelemente 2a, 2b, 2c, 2d auf.Out of 1 is an electrically driven compressor 1 of a vaporous fluid, especially for an air conditioning system of a motor vehicle for conveying refrigerant through a refrigerant circuit, with a drive device 4 arranged in a housing 2, in particular an electric motor, for driving a compression mechanism 5 and a device integrated in the compressor 1 10 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 in a sectional view. The housing 2 has several housing elements 2a, 2b, 2c, 2d.

Der Elektromotor 4 sowie der als Scrollverdichter mit einer orbitierenden Spirale 5a und einer feststehenden Spirale 5b ausgebildete Verdichtungsmechanismus 5 sind innerhalb eines vom Gehäuse 2 umschlossenen Volumens angeordnet. Die Spiralen 5a, 5b sind vorzugsweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Aluminium oder einem Stahl ausgebildet. Dabei sind ein erstes Gehäuseelement 2a zur Aufnahme des Elektromotors 4, ein zweites Gehäuseelement 2b zur Aufnahme eines Übertragungsmechanismus zur Übertragung der Bewegung von einem Rotor des Elektromotors 4 an die orbitierende Spirale 5a des Verdichtungsmechanismus 5 und ein drittes Gehäuseelement 2c zur Aufnahme des Verdichtungsmechanismus 5 sowie vorzugsweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Aluminium, ausgebildet.
Die orbitierende Spirale 5a des Verdichtungsmechanismus 5, in welchem das dampfförmige Fluid, speziell das Kältemittel, verdichtet wird, wird über eine mit dem Rotor des Elektromotors 4 verbundene Antriebswelle angetrieben. Der Rotor des Elektromotors 4, die Antriebswelle und die orbitierende Spirale 5a sind auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnet, welche der Längsachse 6 des Verdichters 1 entspricht.
The electric motor 4 and the compression designed as a scroll compressor with an orbiting scroll 5a and a fixed scroll 5b mechanism 5 are arranged within a volume enclosed by the housing 2 . The spirals 5a, 5b are preferably made of a metal, in particular aluminum or steel. A first housing element 2a for accommodating the electric motor 4, a second housing element 2b for accommodating a transmission mechanism for transmitting the movement from a rotor of the electric motor 4 to the orbiting scroll 5a of the compression mechanism 5, and a third housing element 2c for accommodating the compression mechanism 5 and preferably made of a metal, in particular made of aluminum.
The orbiting scroll 5a of the compression mechanism 5, in which the vaporous fluid, specifically the refrigerant, is compressed is driven via a drive shaft connected to the rotor of the electric motor 4. The rotor of the electric motor 4, the drive shaft and the orbiting scroll 5a are arranged on a common axis of rotation, which corresponds to the longitudinal axis 6 of the compressor 1.

Das Gehäuse 2 ist über ein viertes Gehäuseelement 2d verschlossen. Das vierte Gehäuseelement 2d weist einen Kältemittelauslass 7 auf, durch welchen das verdichtete Kältemittel auf einem Hochdruckniveau als sogenanntes Heißgas mit hoher Temperatur aus dem Verdichter 1 ausströmt.
Die auf der Längsachse 6 ausgerichteten, das gemeinsame Volumen umschließenden Gehäuseelemente 2a, 2b, 2c, 2d sind über eine Verbindungsanordnung 3 miteinander gekoppelt. Dabei sind das erste Gehäuseelement 2a und das vierte Gehäuseelemente 2d jeweils auf einer in axialer Richtung ausgebildeten Außenseite angeordnet.
The housing 2 is closed by a fourth housing element 2d. The fourth housing element 2d has a refrigerant outlet 7, through which the compressed refrigerant flows out of the compressor 1 at a high pressure level as so-called hot gas at a high temperature.
The housing elements 2a, 2b, 2c, 2d, which are aligned on the longitudinal axis 6 and enclose the common volume, are coupled to one another via a connection arrangement 3. The first housing element 2a and the fourth housing element 2d are each arranged on an outside formed in the axial direction.

Die Verbindungsanordnung 3 ist als eine Schraubverbindung mit Durchgangsöffnungen und Sackbohrungen mit Innengewinde ausgebildet. Dabei sind die Sackbohrungen mit Innengewinde ausschließlich am ersten Gehäuseelement 2a vorgesehen, während die anderen Gehäuseelemente 2b, 2c, 2d jeweils mit Durchgangsöffnungen zur Aufnahme von Schrauben oder Gewindebolzen ausgebildet sind. Die entsprechend fluchtend zueinander ausgerichteten Durchgangsöffnungen ermöglichen jeweils das Durchführen der Schrauben oder Gewindebolzen, welche jeweils innerhalb einer Sackbohrung vom ersten Gehäuseelement 2a aufgenommen werden. Die Gehäuseelemente 2a, 2b, 2c, 2d werden derart miteinander verschraubt und das Gehäuse 2 verschlossen.The connection arrangement 3 is designed as a screw connection with through openings and blind holes with an internal thread. The blind bores with an internal thread are provided exclusively on the first housing element 2a, while the other housing elements 2b, 2c, 2d are each designed with through-openings for receiving screws or threaded bolts. The passage openings, which are correspondingly aligned with one another, allow the screws or threaded bolts to be passed through, which are each accommodated within a blind hole in the first housing element 2a. The housing elements 2a, 2b, 2c, 2d are screwed together in this way and the housing 2 is closed.

In Richtung der Längsachse 6 ist zwischen dem dritten Gehäuseelement 2c und dem vierten Gehäuseelement 2d die Vorrichtung 10 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids angeordnet. Die Vorrichtung 10 weist einen Außendurchmesser auf, welcher im Wesentlichen den Außendurchmessern der angrenzenden Gehäuseelemente 2c, 2d entspricht. Zudem ist auch die Vorrichtung 10 mit Durchgangsöffnungen als Elemente der Verbindungsanordnung 3 sowie zum Durchführen der Schrauben oder Gewindebolzen ausgebildet, sodass die Vorrichtung 10 zusammen mit den Gehäuseelementen 2a, 2b, 2c, 2d zum Verdichter 1 verbunden wird. Die Vorrichtung 10 ist innerhalb des Verdichters 1 integriert.
Dabei ist die Vorrichtung 10 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids folglich zwischen dem im dritten Gehäuseelement 2c aufgenommenen Verdichtungsmechanismus 5 mit dem Kältemittelauslass 5c und dem vierten Gehäuseelement 2d mit dem Kältemittelauslass 7 des Verdichters 1 ausgebildet. Das Kältemittel wird vorrangig nach dem Vorgang der Verdichtung auf das Hochdruckniveau und damit als Heißgas abgekühlt, bevor das Kältemittel durch den Kältemittelauslass 7 aus dem Verdichter 1 ausströmt.
In the direction of the longitudinal axis 6, the device 10 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 is arranged between the third housing element 2c and the fourth housing element 2d. The device 10 has an outer diameter which essentially corresponds to the outer diameters of the adjacent housing elements 2c, 2d. In addition, the device 10 is also designed with through openings as elements of the connection arrangement 3 and for passing through the screws or threaded bolts, so that the device 10 is connected together with the housing elements 2a, 2b, 2c, 2d to form the compressor 1. The device 10 is integrated within the compressor 1 .
The device 10 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 is consequently formed between the compression mechanism 5 accommodated in the third housing element 2c with the refrigerant outlet 5c and the fourth housing element 2d with the refrigerant outlet 7 of the compressor 1 . The refrigerant is primarily cooled after the compression process to the high pressure level and thus as hot gas, before the refrigerant flows out of the compressor 1 through the refrigerant outlet 7 .

Das Kältemittel wird nach dem Verlassen des Verdichtungsmechanismus 5 durch den Kältemittelauslass 5c in ersten Strömungskanälen 11 durch die Vorrichtung 10 geleitet, während ein die Wärme vom Kältemittel aufnehmendes Wärmeträgerfluid durch zweite Strömungskanäle 12 der als Wärmeübertrager ausgebildeten Vorrichtung 10 strömt.After leaving the compression mechanism 5 through the refrigerant outlet 5c, the refrigerant is conducted through the device 10 in first flow channels 11, while a heat transfer fluid absorbing the heat from the refrigerant flows through the second flow channels 12 of the device 10 designed as a heat exchanger.

In 2 sind das dritte Gehäuseelement 2c und das vierte Gehäuseelement 2d als Komponenten des Verdichters 1 mit einer zwischen den Gehäuseelementen 2c, 2d angeordneten und damit im Verdichter 1 integrierten ersten Ausführungsform einer Vorrichtung 10-1 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids in einer perspektivischen Ansicht gezeigt. Dabei ist das dritte Gehäuseelement 2c zur besseren Kenntlichmachung der Vorrichtung 10-1 mit einer durchsichtigen Wandung dargestellt. Aus den 3a und 3b gehen die Komponenten des Verdichters 1 mit der integrierten Vorrichtung 10-1 nach 2 in einer perspektivischen sowie einer seitlichen Schnittdarstellung hervor.In 2 The third housing element 2c and the fourth housing element 2d are components of the compressor 1 with a first embodiment of a device 10-1 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1, which is arranged between the housing elements 2c, 2d and is therefore integrated in the compressor 1, in a perspective view shown. The third housing element 2c is shown with a transparent wall for better identification of the device 10-1. From the 3a and 3b follow the components of the compressor 1 with the integrated device 10-1 2 in a perspective and a lateral sectional view.

Die Vorrichtung 10-1 weist einen Einlass 13 und einen Auslass 14 für das Wärmeträgerfluid, insbesondere ein Kühlmittel, auf. Der Einlass 13 und der Auslass 14 des Wärmeträgerfluids sind jeweils als Stutzen ausgebildet an einer äußeren Mantelfläche eines plattenförmigen Kernelements 15-1 angeordnet. Dabei entspricht der Außendurchmesser des plattenförmigen Kernelements 15-1 im Wesentlichen den Außendurchmessern der angrenzenden Gehäuseelemente 2c, 2d. Durchgangsöffnungen 16 der Vorrichtung 10-1 zum Durchführen der Schrauben oder Gewindebolzen der Verbindungsanordnung 3 sind am Kernelement 15-1 vorgesehen.The device 10-1 has an inlet 13 and an outlet 14 for the heat transfer fluid, in particular a coolant. The inlet 13 and the outlet 14 of the heat transfer fluid are each designed as a socket and are arranged on an outer lateral surface of a plate-shaped core element 15-1. The outer diameter of the plate-shaped core element 15-1 essentially corresponds to the outer diameters of the adjacent housing elements 2c, 2d. Through openings 16 of the device 10-1 for passing through the screws or threaded bolts of the connection arrangement 3 are provided on the core element 15-1.

Das plattenförmige Kernelement 15-1 ist an den seitlichen Oberflächen mit Ausnehmungen ausgebildet, welche sich jeweils von der entsprechenden Oberfläche ausgehend in das Kernelement 15-1 hinein erstrecken. Die Ausnehmungen sind durch an den Oberflächen in Richtung der Längsachse 6 anliegende, plattenförmige Zwischenelemente 18-1a, 18-1b verschlossen. Die Zwischenelemente 18-1a, 18-1b liegen in jeweils senkrecht zur Längsachse 6 aufgespannten Ebenen an den Oberflächen des Kernelements 15-1 an und decken die Ausnehmungen ab. Die derart verschlossenen, im Kernelement 15-1 vorgesehenen Ausnehmungen bilden die zweiten Strömungskanäle 12-1 des Wärmeträgerfluids aus. Die Zwischenelemente 18-1a, 18-1b weisen jeweils Form eines ebenen, kreisrunden Bleches auf.The plate-shaped core element 15-1 is formed on the side surfaces with recesses which each extend from the corresponding surface into the core element 15-1. The recesses are closed by plate-shaped intermediate elements 18 - 1 a , 18 - 1 b resting on the surfaces in the direction of the longitudinal axis 6 . The intermediate elements 18-1a, 18-1b rest in planes perpendicular to the longitudinal axis 6 on the surfaces of the core element 15-1 and cover the recesses. The recesses provided in the core element 15-1 that are closed in this way form the second flow channels 12-1 of the heat transfer fluid. The intermediate elements 18-1a, 18-1b each have the shape of a flat, circular metal sheet.

Das Kernelement 15-1 weist insbesondere im Bereich des Außendurchmessers eine konstante Wandstärke in Richtung der Längsachse 6 auf. Im Zentrum des Kernelements 15-1 ist das Kernelement 15-1 an beiden Oberflächen mit einer kreisförmigen Vertiefung 19-1 gleichmäßiger Tiefe ausgebildet. Der Außendurchmesser der kreisförmigen Vertiefung 19-1 korrespondiert jeweils mit dem Außendurchmesser des kreisrunden Zwischenelements 18-1a, 18-1b, während die Ausdehnung der Vertiefung 19-1 in Richtung der Längsachse 6, welche der Tiefe entspricht, mit der Dicke des blechförmigen Zwischenelements 18-1a, 18-1b korrespondiert. Die Zwischenelemente 18-1a, 18-1b können folglich jeweils mit einer in Richtung der Längsachse 6 nach außen und damit vom Kernelement 15-1 wegweisenden Oberfläche fluchtend innerhalb des Kernelements 15-1 angeordnet sein. Das Kernelement 15-1 weist in Verbindung mit den am Kernelement 15-1 angeordneten Zwischenelementen 18-1a, 18-1b dann jeweils eine ebene und geschlossene Fläche in Richtung der Längsachse 6 auf.The core element 15-1 has a constant wall thickness in the direction of the longitudinal axis 6, particularly in the area of the outer diameter. In the center of the core member 15-1, the core member 15-1 is formed on both surfaces with a circular recess 19-1 having a uniform depth. The outer diameter of the circular indentation 19-1 corresponds to the outer diameter of the circular intermediate element 18-1a, 18-1b, while the extent of the indentation 19-1 in the direction of the longitudinal axis 6, which corresponds to the depth, corresponds to the thickness of the sheet-like intermediate element 18 -1a, 18-1b corresponds. The intermediate elements 18-1a, 18-1b can consequently each be arranged in alignment within the core element 15-1 with a surface pointing outwards in the direction of the longitudinal axis 6 and thus away from the core element 15-1. The core element 15-1 then has a flat and closed surface in the direction of the longitudinal axis 6 in connection with the intermediate elements 18-1a, 18-1b arranged on the core element 15-1.

Das Kernelement 15-1 ist im Bereich des Außendurchmessers zwischen Stirnseiten der benachbarten Gehäuseelemente 2c, 2d angeordnet, während der Bereich der kreisförmigen Vertiefungen 19-1 des Kernelements 15-1, in welchen die Zwischenelemente 18-1a, 18-1b positioniert sind, jeweils in einem von den Gehäuseelementen 2c, 2d umschlossenen Volumen angeordnet sind.The core member 15-1 is located in the region of the outer diameter between end faces of the adjacent housing members 2c, 2d, while the region of the circular recesses 19-1 of the core member 15-1 in which the intermediate members 18-1a, 18-1b are positioned, respectively are arranged in a volume enclosed by the housing elements 2c, 2d.

An den mit dem Kernelement 15-1 fluchtend ausgerichteten Oberflächen der Zwischenelemente 18-1a, 18-1b liegen plattenförmige Außenelemente 17a, 17b an. Die als Bleche ausgebildeten Außenelemente 17a, 17b weisen speziell, insbesondere mittels Tiefziehen erzeugte Ausformungen auf, welche in Verbindung mit der ebenen Oberfläche des Zwischenelements 18-1a, 18-1b die ersten Strömungskanäle 11-1 für das Kältemittel umfänglich umschließend bereitstellen. Die mittels Tiefziehen erzeugten Ausformungen sind durch die in Richtung der Längsachse 6 anliegenden, plattenförmigen Zwischenelemente 18-1a, 18-1b umfänglich verschlossen. Die Zwischenelemente 18-1a, 18-1b liegen wiederum jeweils in senkrecht zur Längsachse 6 aufgespannten Ebenen an den Außenelementen 17a, 17b an und decken die mittels Tiefziehen erzeugten Ausformungen ab. Die derart verschlossenen, in den Außenelementen 17a, 17b ausgebildeten Bereiche stellen die ersten Strömungskanäle 11-1 des Kältemittels dar.Plate-shaped outer elements 17a, 17b rest against the surfaces of the intermediate elements 18-1a, 18-1b aligned in alignment with the core element 15-1. The outer elements 17a, 17b embodied as sheets have special formations, produced in particular by means of deep-drawing, which, in conjunction with the flat surface of the intermediate element 18-1a, 18-1b, provide the first flow channels 11-1 for the refrigerant, enclosing the circumference. The formations produced by deep-drawing are circumferentially closed by the plate-shaped intermediate elements 18 - 1 a , 18 - 1 b that bear in the direction of the longitudinal axis 6 . The intermediate elements 18-1a, 18-1b in turn rest on the outer elements 17a, 17b in planes perpendicular to the longitudinal axis 6 and cover the formations produced by deep-drawing. The areas formed in the outer elements 17a, 17b that are closed in this way represent the first flow channels 11-1 of the refrigerant.

Die Vorrichtung 10-1 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids ist mit dem plattenförmigen Kernelement 15-1, den am Kernelement 15-1 beiderseits mit Innenflächen anliegenden blechförmigen Zwischenelementen 18-1a, 18-1b und den an Außenflächen der Zwischenelemente 18-1a, 18-1b anliegenden Außenelementen 17a, 17b als ein Plattenwärmeübertrager, speziell als ein Kältemittel-Kühlmittel-Wärmeübertrager, ausgebildet. Die Ausbildung als Plattenwärmeübertrager ermöglicht eine einfache Skalierung der zu übertragenden Wärmeleistung. Das erwärmte Kühlmittel kann zum Beheizen anderer Komponenten, beispielsweise des Klimatisierungssystems oder des Antriebsstrangs des Kraftfahrzeugs, wie der Batterie, verwendet werden, sodass auf andere Komponenten zum Beheizen, wie einen elektrischen PTC-Heizer verzichtet werden kann.The device 10-1 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 is equipped with the plate-shaped core element 15-1, the sheet-like intermediate elements 18-1a, 18-1b which rest on the core element 15-1 on both sides with inner surfaces and the outer surfaces of the intermediate elements 18- 1a, 18-1b adjacent outer elements 17a, 17b as a plate heat exchanger, specifically as a refrigerant-coolant heat exchanger. The design as a plate heat exchanger enables easy scaling of the heat output to be transferred. The heated coolant can be used to heat other components, for example the air conditioning system or the drive train of the motor vehicle, such as the battery, so that other components for heating, such as an electric PTC heater, can be dispensed with.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform ist die Vorrichtung 10-1 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids innerhalb des Gehäuses 2 selbst, insbesondere innerhalb des vierten Gehäuseelements 2d integriert. Die Vorrichtung 10-1 und das Gehäuseelement 2d sind einstückig ausgebildet.According to an alternative embodiment that is not shown, the device 10-1 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 is integrated within the housing 2 itself, in particular within the fourth housing element 2d. The device 10-1 and the housing element 2d are formed in one piece.

In 4a ist die erste Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids aus den 3a und 3b im montierten Zustand in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, während aus den 4b und 4c die erste Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 mit dem Kernelement 15-1, den Zwischenelementen 18-1a, 18-1b und den Außenelementen 17a, 17b jeweils in einer perspektivischen Explosionsdarstellung hervorgeht. Dabei sind insbesondere in 4c Strömungswege des Kältemittels und des Wärmeträgerfluids durch die Vorrichtung 10-1 angedeutet.In 4a is the first embodiment of the device 10-1 for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 from the 3a and 3b shown in the assembled state in a perspective view, while from the 4b and 4c the first embodiment of the device 10-1 with the core element 15-1, the intermediate elements 18-1a, 18-1b and the outer elements 17a, 17b is shown in a perspective exploded view. In particular, in 4c Flow paths of the refrigerant and the heat transfer fluid indicated by the device 10-1.

Das auf das Hochdruckniveau verdichtete Kältemittel strömt durch eine im ersten Außenelement 17a ausgebildete Einlassöffnung 20 in Strömungsrichtung 26 in die Vorrichtung 10-1 ein und durch eine im zweiten Außenelement 17b ausgebildete Auslassöffnung 21 aus der Vorrichtung 10-1 aus. Nach dem Einströmen wird das Kältemittel auf die zwischen dem ersten Außenelement 17a und dem ersten Zwischenelement 18-1a ausgebildeten erste Strömungskanäle 11-1 gleichmäßig verteilt.
Die ersten Strömungskanäle 11-1, welche sich jeweils von der Einlassöffnung 20 zu einer Verzweigung 22a erstrecken, werden parallel mit Kältemittel beaufschlagt. Das erste Außenelement 17a weist zwei Verzweigungen 22a derart auf, dass der Kältemittelmassenstrom nach dem Durchströmen der Einlassöffnung 20 in zwei Teilmassenströme aufgeteilt wird. Ein erster Teilmassenstrom des Kältemittels wird durch an einer ersten Verzweigung 22a endende erste Strömungskanäle 11-1 geleitet, während ein zweiter Teilmassenstrom des Kältemittels durch an einer zweiten Verzweigung 22a endende erste Strömungskanäle 11-1 geleitet wird.
The refrigerant compressed to the high pressure level flows through an inlet opening 20 formed in the first outer element 17a in the direction of flow 26 into the device 10-1 and through an outlet opening 21 formed in the second outer element 17b out of the device 10-1. After flowing in, the refrigerant is on between the first outer member 17a and the first intermediate element 18-1a formed first flow channels 11-1 evenly distributed.
The first flow channels 11-1, which each extend from the inlet opening 20 to a branch 22a, are charged with refrigerant in parallel. The first outer element 17a has two branches 22a in such a way that the refrigerant mass flow is divided into two partial mass flows after it has flowed through the inlet opening 20 . A first partial mass flow of the refrigerant is conducted through first flow channels 11-1 ending at a first branch 22a, while a second partial mass flow of refrigerant is conducted through first flow channels 11-1 ending at a second branch 22a.

Anschließend strömen die Teilmassenströme des Kältemittels durch im ersten Zwischenelement 18-1a ausgebildete Durchlassöffnungen 23a aus den ersten Strömungskanälen 11-1 aus sowie durch im Kernelement 15-1 ausgebildete Durchlassöffnungen 24 und durch im zweiten Zwischenelement 18-1b ausgebildete Durchlassöffnungen 23b hindurch zu im zweiten Zwischenelement 18-1b ausgebildeten Verzweigungen 22b.
Die Durchlassöffnungen 23a, 23b der Zwischenelemente 18-1a, 18-1b, die Durchlassöffnungen des Kernelements 15-1 und die Verzweigungen 22a, 22b des Außenelements 17a korrespondieren in Anordnung und Strömungsquerschnitt miteinander. Dabei sind jeweils eine Verzweigung 22a, 22b, eine Durchlassöffnung eines Zwischenelements 18-1a, 18-1b und eine Durchlassöffnung 24 des Kernelements 15-1 fluchtend zueinander ausgerichtet.
The partial mass flows of the refrigerant then flow out of the first flow channels 11-1 through passage openings 23a formed in the first intermediate element 18-1a and through passage openings 24 formed in the core element 15-1 and through passage openings 23b formed in the second intermediate element 18-1b to the second intermediate element 18-1b formed branches 22b.
The passage openings 23a, 23b of the intermediate elements 18-1a, 18-1b, the passage openings of the core element 15-1 and the branches 22a, 22b of the outer element 17a correspond to one another in arrangement and flow cross section. In this case, a branch 22a, 22b, a passage opening of an intermediate element 18-1a, 18-1b and a passage opening 24 of the core element 15-1 are aligned with one another.

Die zwischen dem zweiten Außenelement 17b und dem zweiten Zwischenelement 18-1b ausgebildeten ersten Strömungskanäle 11-1 erstrecken sich jeweils von einer Verzweigung 22b zur Auslassöffnung 21 und werden parallel mit Kältemittel beaufschlagt. Das zweite Außenelement 17b weist, ebenso wie das erste Außenelement 17a, zwei Verzweigungen 22b derart auf, dass die zwei Teilmassenströme des Kältemittels jeweils gleichmäßig auf die ersten Strömungskanäle 11-1 aufgeteilt werden. Dabei wird der erste Teilmassenstrom des Kältemittels in an einer ersten Verzweigung 22a mündende erste Strömungskanäle 11-1 geleitet, während der zweite Teilmassenstrom des Kältemittels in an einer zweiten Verzweigung 22b mündende erste Strömungskanäle 11-1 geleitet wird. An der Auslassöffnung 21 werden die Teilmassenströme des Kältemittels zusammengeführt. Der beim Durchströmen der Vorrichtung 10-1 abgekühlte Kältemittelmassenstrom strömt in Strömungsrichtung 26 durch die Auslassöffnung 21 aus der Vorrichtung 10-1 aus. Die Wärme wurde vom Kältemittel an das Wärmeträgerfluid übertragen.The first flow channels 11-1 formed between the second outer element 17b and the second intermediate element 18-1b each extend from a branch 22b to the outlet opening 21 and are charged with refrigerant in parallel. The second outer element 17b, like the first outer element 17a, has two branches 22b in such a way that the two partial mass flows of the refrigerant are divided equally between the first flow channels 11-1. The first partial mass flow of the refrigerant is conducted into first flow channels 11-1 opening at a first branch 22a, while the second partial mass flow of refrigerant is conducted into first flow channels 11-1 opening at a second branch 22b. The partial mass flows of the refrigerant are brought together at the outlet opening 21 . The refrigerant mass flow, which has been cooled as it flows through the device 10-1, flows out of the device 10-1 in the direction of flow 26 through the outlet opening 21. The heat was transferred from the refrigerant to the heat transfer fluid.

Das Wärmeträgerfluid strömt durch den als Stutzen ausgebildeten Einlass 13 in Strömungsrichtung 25 in die Vorrichtung 10-1 ein und durch den ebenfalls als Stutzen ausgebildeten Auslass 14 aus der Vorrichtung 10-1 aus. Nach dem Einströmen wird das Wärmeträgerfluid auf die jeweils zwischen dem Kernelement 15-1 und den Zwischenelementen 18-1a, 18-1b ausgebildeten zweiten Strömungskanäle 12-1 gleichmäßig verteilt. Dabei sind beiderseits des Kernelements 15-1 zweite Strömungskanäle vorgesehen, sodass der Wärmeträgerfluidmassenstrom nach dem Durchströmen des Einlasses 13 in zwei Teilmassenströme aufgeteilt wird.
Die zweiten Strömungskanäle 12-1, welche sich jeweils von einer mit dem Einlass 13 verbundenen Einlassverteilung 12-1a zu einer mit dem Auslass 14 verbundenen Auslassmündung 12-1b erstrecken, werden parallel mit Wärmeträgerfluid beaufschlagt. Die zwei Teilmassenströme des Wärmeträgerfluids werden nach dem Durchströmen des Einlasses 13 jeweils an der Einlassverteilung 12-1a in die zweiten Strömungskanäle 12-1 aufgeteilt. Die jeweils an der Auslassmündung 12-1b zusammengeführten beiden Teilmassenströme des Wärmeträgerfluids werden gemeinsam durch den Auslass 14 aus der Vorrichtung 10-1 abgeleitet. Dabei strömt der beim Durchströmen der Vorrichtung 10-1 erwärmte Wärmeträgerfluidmassenstrom in Strömungsrichtung 25 aus der Vorrichtung 10-1 aus.
The heat transfer fluid flows through the inlet 13 designed as a socket in the flow direction 25 into the device 10-1 and through the outlet 14, also designed as a socket, out of the device 10-1. After flowing in, the heat transfer fluid is evenly distributed to the second flow channels 12-1 formed between the core element 15-1 and the intermediate elements 18-1a, 18-1b. In this case, second flow channels are provided on both sides of the core element 15 - 1 , so that the heat transfer fluid mass flow is divided into two partial mass flows after it has flowed through the inlet 13 .
The second flow channels 12-1, which each extend from an inlet distributor 12-1a connected to the inlet 13 to an outlet opening 12-1b connected to the outlet 14, are acted upon in parallel with heat transfer fluid. After flowing through the inlet 13, the two partial mass flows of the heat transfer fluid are each divided into the second flow channels 12-1 at the inlet distribution 12-1a. The two partial mass flows of the heat transfer fluid brought together at the outlet opening 12-1b are discharged together through the outlet 14 from the device 10-1. The heat transfer fluid mass flow, which is heated as it flows through the device 10-1, flows out of the device 10-1 in the direction of flow 25.

In den 5a bis 5e sind mit der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 aus 2, einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 10-2, einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung 10-3, einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung 10-4 und einer fünften Ausführungsform 10-5 verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung 10 zum Kühlen eines in dem Verdichter zu verdichtenden Fluids in einer Zusammenstellung gezeigt. Gleiche Elemente und Komponenten der Vorrichtungen 10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zu deren Ausbildung und Funktion wird auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen.In the 5a until 5e are out with the first embodiment of the device 10-1 2 , a second embodiment of the device 10-2, a third embodiment of the device 10-3, a fourth embodiment of the device 10-4 and a fifth embodiment 10-5 different embodiments of the device 10 for cooling a fluid to be compressed in the compressor in a compilation shown. Identical elements and components of the devices 10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5 are provided with the same reference symbols. Regarding their design and function, reference is made to the statements made above.

Die wesentlichen Unterschiede zwischen den Vorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 aus den 5a bis 5c liegen in der Ausbildung des plattenförmigen Kernelements 15-1, 15-2, 15-3 mit den Ausnehmungen für die zweiten Strömungskanäle 12-1, 12-2, 12-3 des Wärmeträgerfluids sowie im Fall des Kernelements 15-2 der Vorrichtung 10-2 den Ausnehmungen für den ersten Strömungskanal 11-2.The main differences between the devices 10-1, 10-2, 10-3 from the 5a until 5c lie in the design of the plate-shaped core element 15-1, 15-2, 15-3 with the recesses for the second flow channels 12-1, 12-2, 12-3 of the heat transfer fluid and in the case of the core element 15-2 of the device 10- 2 the recesses for the first flow channel 11-2.

Die Ausnehmungen der zweiten Strömungskanäle 12-1 der ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 sind, wie zu den 4b und 4c ausgeführt, beiderseits des Kernelements 15-1 angeordnet und erstrecken sich jeweils von der Einlassverteilung 12-1a zur Auslassmündung 12-1b parallel zueinander. Dabei sind die beiderseits des Kernelements 15-1 vorgesehenen Ausnehmungen der zweiten Strömungskanäle 12-1 unabhängig voneinander, insbesondere ohne Zwischenverbindungen durch das Kernelement 15-1 hindurch ausgebildet. Das Wärmeträgerfluid wird in den zweiten Strömungskanälen 12-1 jeweils in einer Radialströmung geführt.The recesses of the second flow channels 12-1 of the first embodiment of the device 10-1 are, as for the 4b and 4c executed, arranged on both sides of the core element 15-1 and each extend from the inlet manifold 12-1a to the outlet port 12-1b parallel to each other. The recesses of the second flow channels 12-1 provided on both sides of the core element 15-1 are formed independently of one another, in particular without intermediate connections through the core element 15-1. The heat transfer fluid is guided in a radial flow in each of the second flow channels 12-1.

Im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 nach 5a sind die Ausnehmungen des zweiten Strömungskanals 12-2 der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 10-2 nach 5b derart ausgebildet, dass das Wärmeträgerfluid als ungeteilter und damit einteiliger Massenstrom durch die Vorrichtung 10-2 geleitet wird. Dabei wird der Wärmeträgerfluidmassenstrom beiderseits des Kernelements 15-2 in Ausnehmungen geführt, welche zudem über insbesondere in Richtung der Längsachse 6 verlaufende Zwischenverbindungen durch das Kernelement 15-2 hindurch miteinander verbunden sind. Der Wärmeträgerfluidmassenstrom wird folglich abwechselnd beiderseits am Kernelement 15-2 entlanggeleitet, wobei der Wechsel der Seiten durch die im Kernelement 15-2 ausgebildeten Zwischenverbindungen erfolgt. Das Wärmeträgerfluid wird beim Durchströmen des zweiten Strömungskanals 12-2 abwechselnd in radialer Richtung und axialer Richtung geführt.
Zudem strömt das Kältemittel im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 nach 5a, nicht durch die Durchlassöffnungen 24 auf kürzestem Strömungsweg in axialer Richtung durch das Kernelement 15-2 hindurch, sondern wird, wie das Wärmeträgerfluid, durch einen im Kernelement 15-2 vorgesehenen ersten Strömungskanal 11-2 beiderseits des Kernelements 15-2 in Ausnehmungen geführt. Die Ausnehmungen sind über in Richtung der Längsachse 6 verlaufende Zwischenverbindungen durch das Kernelement 15-2 hindurch miteinander verbunden. Damit wird auch der Kältemittelmassenstrom abwechselnd beiderseits am Kernelement 15-2 entlanggeleitet, wobei der Wechsel der Seiten durch die im Kernelement 15-2 ausgebildeten Zwischenverbindungen erfolgt.
Compared to the first embodiment of the device 10-1 after 5a are the recesses of the second flow channel 12-2 of the second embodiment of the device 10-2 5b designed in such a way that the heat transfer fluid is passed through the device 10-2 as an undivided and thus one-part mass flow. The heat transfer fluid mass flow is guided into recesses on both sides of the core element 15-2, which are also connected to one another via intermediate connections running in particular in the direction of the longitudinal axis 6 through the core element 15-2. The heat transfer fluid mass flow is consequently conducted alternately on both sides along the core element 15-2, the change of sides taking place through the intermediate connections formed in the core element 15-2. The heat transfer fluid is guided alternately in the radial direction and axial direction as it flows through the second flow channel 12-2.
In addition, compared to the first specific embodiment, the refrigerant flows after the device 10-1 5a , not through the passage openings 24 on the shortest flow path in the axial direction through the core element 15-2, but, like the heat transfer fluid, is guided through a first flow channel 11-2 provided in the core element 15-2 into recesses on both sides of the core element 15-2. The recesses are connected to one another via intermediate connections running in the direction of the longitudinal axis 6 through the core element 15 - 2 . The refrigerant mass flow is thus also conducted alternately on both sides along the core element 15-2, with the change of sides taking place through the intermediate connections formed in the core element 15-2.

Im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 nach 5a, nach welcher die zweiten Strömungskanäle 12-1 beiderseits des Kernelements 15-1 vorgesehen sind, sodass der Wärmeträgerfluidmassenstrom nach dem Durchströmen des Einlasses 13 in zwei Teilmassenströme aufgeteilt wird, sind die Ausnehmungen der zweiten Strömungskanäle 12-3 der dritten Ausführungsform der Vorrichtung 10-3 nach 5c in Richtung der Längsachse 6 jeweils durch das Kernelement 15-3 hindurch miteinander verbunden. Der Wärmeträgerfluidmassenstrom wird folglich als ein ungeteilter Gesamtmassenstrom durch den zweiten Strömungskanal 12-3 geleitet. Die die zweiten Strömungskanäle 12-3 begrenzenden Zwischenwände sind über einzelne Stege untereinander und mit dem Kernelement 15-3 verbunden.Compared to the first embodiment of the device 10-1 after 5a , according to which the second flow channels 12-1 are provided on both sides of the core element 15-1, so that the heat transfer fluid mass flow is divided into two partial mass flows after flowing through the inlet 13, are the recesses of the second flow channels 12-3 of the third embodiment of the device 10-3 after 5c connected to one another in the direction of the longitudinal axis 6 in each case through the core element 15-3. The heat transfer fluid mass flow is consequently conducted as an undivided total mass flow through the second flow channel 12-3. The intermediate walls delimiting the second flow channels 12-3 are connected to one another and to the core element 15-3 via individual webs.

Ein weiterer wesentlicher Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10-1, 10-3 einerseits und der Vorrichtung 10-2 andererseits liegt in der Ausbildung der Zwischenelemente 18-1a, 18-2a, 18-1b, 18-2b in Verbindung mit den in den Kernelementen 15-1, 15-2 vorgesehenen Vertiefungen 19-1, 19-2 zur Aufnahme der Zwischenelemente 18-1a, 18-2a, 18-1b, 18-2b.
Während die plattenförmigen Zwischenelemente 18-1a, 18-1b der Vorrichtungen 10-1, 10-3 aus den 5a und 5c jeweils die Form eines ebenen, kreisrunden Bleches aufweisen, sind die Zwischenelemente 18-2a, 18-2b der Vorrichtung 10-2 aus 5b an den äußeren Umfängen jeweils in Richtung der Längsachse 6 nach außen, das heißt in Richtung der vom Kernelement 15-2 wegweisenden Richtung, abgekantet und weisen damit, insbesondere an den äußeren Umfängen, eine wesentlich größere Tiefe auf, als die Zwischenelemente 18-1a, 18-1b der Vorrichtungen 10-1, 10-3. Da die Tiefe der Zwischenelemente 18-2a, 18-2b jeweils mit der Ausdehnung der Vertiefung 19-2 innerhalb des Kernelements 15-2 in Richtung der Längsachse 6 korrespondiert, weisen auch die Vertiefungen 19-2 eine größere Ausdehnung als die Vertiefungen 19-1 der Kernelemente 15-1, 15-3 der Vorrichtungen 10-1, 10-3 auf. Die Zwischenelemente 18-2a, 18-2b der Vorrichtung 10-2 können mit den in Richtung der Längsachse 6 weisenden Stirnkanten jeweils mit der in Richtung der Längsachse 6 nach außen und damit vom Kernelement 15-2 wegweisenden Oberfläche fluchtend innerhalb des Kernelements 15-2 angeordnet sein.
Another essential difference between the devices 10-1, 10-3 on the one hand and the device 10-2 on the other hand lies in the design of the intermediate elements 18-1a, 18-2a, 18-1b, 18-2b in connection with the core elements 15-1, 15-2 provided depressions 19-1, 19-2 for receiving the intermediate elements 18-1a, 18-2a, 18-1b, 18-2b.
While the plate-shaped intermediate elements 18-1a, 18-1b of the devices 10-1, 10-3 from the 5a and 5c each have the shape of a flat, circular metal sheet, the intermediate elements 18-2a, 18-2b of the device 10-2 are made 5b on the outer circumferences are folded outwards in the direction of the longitudinal axis 6, i.e. in the direction pointing away from the core element 15-2, and thus have a significantly greater depth, in particular on the outer circumferences, than the intermediate elements 18-1a, 18-1b of the devices 10-1, 10-3. Since the depth of the intermediate elements 18-2a, 18-2b corresponds to the extension of the depression 19-2 within the core element 15-2 in the direction of the longitudinal axis 6, the depressions 19-2 also have a greater extent than the depressions 19-1 of the core elements 15-1, 15-3 of the devices 10-1, 10-3. The intermediate elements 18-2a, 18-2b of the device 10-2 can be aligned with the end edges pointing in the direction of the longitudinal axis 6, each with the surface pointing outwards in the direction of the longitudinal axis 6 and thus away from the core element 15-2 within the core element 15-2 be arranged.

Der wesentliche Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 aus den 5a bis 5c einerseits und der Vorrichtung 10-4 aus 5d andererseits liegt in der Ausbildung des Kernelements 15-1, 15-2, 15-3, 15-4 in einer massiven Form einer einzelnen Platte der Vorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 sowie als ein am Außenumfang umlaufender Ring mit einer im Zentrum ausgebildeten Struktur aus einzelnen, gestapelten blechförmigen Platten der Vorrichtung 10-4. Die Platten sind jeweils in einer senkrecht zur Richtung der Längsachse 6 ausgerichteten Ebene ausgerichtet.
Die zwei jeweils als Blech ausgebildeten und in Richtung der Längsachse 6 an den Außenseiten des Zentrums des Kernelements 15-4 angeordneten Platten weisen, ähnlich wie die Außenelemente 17a, 17b, speziell, insbesondere mittels Tiefziehen erzeugte Ausformungen auf, welche jeweils in Verbindung mit der ebenen Oberfläche des Zwischenelements 18-2a, 18-2b die zweiten Strömungskanäle 12-1 für das Wärmeträgerfluid bereitstellen. Die Ausformungen sind durch die jeweils in Richtung der Längsachse 6 anliegenden, plattenförmigen Zwischenelemente 18-2a, 18-2b umfänglich verschlossen. Die Zwischenelemente 18-2a, 18-2b liegen jeweils in senkrecht zur Längsachse 6 aufgespannten Ebenen an den Platten des Kernelements 15-4 an und decken die mittels Tiefziehen erzeugten Ausformungen ab.
In Richtung der Längsachse 6 ist zwischen den zwei jeweils als Blech mit Ausformungen ausgebildeten Platten vorteilhaft eine ebene, blechförmige Platte angeordnet, welche insbesondere die Stabilität und Herstellbarkeit des Kernelements 15-4 erhöht. Die einzelnen Platten des Kernelements 15-4 weisen in Form und Abmessung jeweils gleiche Außenkonturen auf, welche mit einer inneren Mantelfläche des am Außenumfang umlaufenden Rings des Kernelements 15-4 korrespondieren.
The main difference between the devices 10-1, 10-2, 10-3 from the 5a until 5c on the one hand and the device 10-4 5d on the other hand, in the formation of the core element 15-1, 15-2, 15-3, 15-4 in a solid form of a single plate of the devices 10-1, 10-2, 10-3 and as a ring running around the outer circumference a structure formed in the center of individual, stacked sheet-like plates of the device 10-4. The plates are each aligned in a plane aligned perpendicular to the direction of the longitudinal axis 6 .
The two plates, each designed as sheet metal and arranged on the outer sides of the center of the core element 15-4 in the direction of the longitudinal axis 6, have, similar to the outer elements 17a, 17b, special formations, produced in particular by deep drawing, which are each connected to the flat Surface of the intermediate element 18-2a, 18-2b provide the second flow channels 12-1 for the heat transfer fluid. The formations are through each in the direction of Longitudinal axis 6 adjacent, plate-shaped intermediate elements 18-2a, 18-2b closed peripherally. The intermediate elements 18-2a, 18-2b each lie in planes perpendicular to the longitudinal axis 6 on the plates of the core element 15-4 and cover the formations produced by deep-drawing.
In the direction of the longitudinal axis 6, a flat, sheet-like plate is advantageously arranged between the two plates, each designed as a sheet metal with formations, which in particular increases the stability and manufacturability of the core element 15-4. The individual plates of the core element 15-4 each have the same outer contours in terms of shape and dimensions, which correspond to an inner lateral surface of the ring of the core element 15-4 running around the outer circumference.

Die plattenförmigen Zwischenelemente 18-2a, 18-2b der Vorrichtung 10-4 aus 5d sind, ebenso wie die Zwischenelemente 18-2a, 18-2b der Vorrichtung 10-2 aus 5b, an den äußeren Umfängen jeweils in Richtung der Längsachse 6 nach außen, insbesondere in Richtung der vom Kernelement 15-4 wegweisenden Richtung, abgekantet. Die Zwischenelemente 18-2a, 18-2b der Vorrichtung 10-4 können mit den in Richtung der Längsachse 6 weisenden Stirnkanten jeweils mit der in Richtung der Längsachse 6 nach außen und damit von den am Außenumfang umlaufenden Ring des Kernelements 15-4 wegweisenden Oberflächen fluchtend innerhalb des Rings des Kernelements 15-4 angeordnet sein.The plate-shaped intermediate elements 18-2a, 18-2b of the device 10-4 5d are, as well as the intermediate elements 18-2a, 18-2b of the device 10-2 5b , folded at the outer circumferences outwards in the direction of the longitudinal axis 6, in particular in the direction pointing away from the core element 15-4. The intermediate elements 18-2a, 18-2b of the device 10-4 can be aligned with the end edges pointing in the direction of the longitudinal axis 6, each with the surfaces pointing outwards in the direction of the longitudinal axis 6 and thus away from the ring of the core element 15-4 running around the outer circumference be arranged inside the ring of the core element 15-4.

Der wesentliche Unterschied zwischen den Vorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 aus den 5a bis 5c einerseits und der Vorrichtung 10-5 aus 5e andererseits liegt in der Ausbildung der ersten Strömungskanäle 11-1, 11-2, 11-5 für das Kältemittel sowie der Ausnehmungen für die zweiten Strömungskanäle 12-1, 12-2, 12-3, 12-5 des Wärmeträgerfluids.
Im Vergleich zu den Vorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3 ist das Kernelement 15-5 der Vorrichtung 10-5 im Wesentlichen als ein Hohlkreiszylinder ohne Ausnehmungen ausgebildet. Innerhalb des Kernelements 15-5 ist ein hohlkreiszylinderförmiges Wandelement 27 angeordnet, während innerhalb des Wandelements 27 ein zylinderförmiges Zentralelement 28 angeordnet ist. Das Kernelement 15-5, das Wandelement 27 und das Zentralelement 28 sind koaxial zueinander, entlang der Längsachse 6, welche der Symmetrieachse entspricht, ausgerichtet. Dabei korrespondieren der Durchmesser der inneren Mantelfläche des Kernelements 15-5 mit dem Durchmesser der äußeren Mäntelfläche des Wandelements 27, während der Durchmesser der inneren Mäntelfläche des Wandelements 27 mit dem Durchmesser der Mäntelfläche des Zentralelements 28 korrespondiert. Das Kernelement 15-5, das Wandelement 27 und das Zentralelement 28 liegen mit den Mantelflächen fluiddicht aneinander an.
The main difference between the devices 10-1, 10-2, 10-3 from the 5a until 5c on the one hand and the device 10-5 5e on the other hand lies in the formation of the first flow channels 11-1, 11-2, 11-5 for the refrigerant and the recesses for the second flow channels 12-1, 12-2, 12-3, 12-5 of the heat transfer fluid.
In comparison to the devices 10-1, 10-2, 10-3, the core element 15-5 of the device 10-5 is designed essentially as a hollow circular cylinder without recesses. A wall element 27 in the form of a hollow circular cylinder is arranged inside the core element 15 - 5 , while a cylindrical central element 28 is arranged inside the wall element 27 . The core element 15-5, the wall element 27 and the central element 28 are aligned coaxially with one another along the longitudinal axis 6, which corresponds to the axis of symmetry. The diameter of the inner surface area of core element 15 - 5 corresponds to the diameter of the outer surface area of wall element 27 , while the diameter of the inner surface area of wall element 27 corresponds to the diameter of the surface area of central element 28 . The core element 15-5, the wall element 27 and the central element 28 are in fluid-tight contact with one another with their lateral surfaces.

Das Wandelement 27 ist an der äußeren Mäntelfläche mit einer Ausnehmung für den zweiten Strömungskanal 12-5 des Wärmeträgerfluids ausgebildet und weist an der inneren Mantelfläche eine Ausnehmung für den ersten Strömungskanal 11-5 des Kältemittels auf. Die Ausnehmung für den zweiten Strömungskanal 12-5 ist in radialer Richtung nach außen durch das Kernelement 15-5, insbesondere mittels der inneren Mantelfläche des Kernelements 15-5, abgedeckt. Die Ausnehmung für den ersten Strömungskanal 11-5 ist in radialer Richtung nach innen durch das Zentralelement 28, insbesondere mittels der äußeren Mantelfläche des Zentralelements 28, abgedeckt.
Die Ausnehmungen der Strömungskanäle 11-5, 12-5 und damit die Strömungskanäle 11-5, 12-5 selbst sind jeweils in Form einer in Umfangsrichtung verlaufenden wendelförmigen Nut beziehungsweise axialen Spirale ausgebildet, deren Einlass und Auslass jeweils in Richtung der Längsachse 6 voneinander beabstandet sind. Das Kernelement 15-5 der Vorrichtung 10-5 weist in Richtung der Längsachse 6 eine größere Ausdehnung auf als die Kernelemente 15-1, 15-2, 15-3 der Vorrichtungen 10-1, 10-2, 10-3. Die Strömungskanäle 11-5, 12-5 verlaufen vorzugsweise parallel zueinander.
The wall element 27 is formed on the outer lateral surface with a recess for the second flow channel 12-5 of the heat transfer fluid and has a recess on the inner lateral surface for the first flow channel 11-5 of the refrigerant. The recess for the second flow channel 12-5 is covered outwards in the radial direction by the core element 15-5, in particular by means of the inner lateral surface of the core element 15-5. The recess for the first flow channel 11 - 5 is covered inward in the radial direction by the central element 28 , in particular by means of the outer lateral surface of the central element 28 .
The recesses of the flow channels 11-5, 12-5 and thus the flow channels 11-5, 12-5 themselves are each in the form of a helical groove or axial spiral running in the circumferential direction, the inlet and outlet of which are spaced apart from one another in the direction of the longitudinal axis 6 are. The core element 15-5 of the device 10-5 has a greater extent in the direction of the longitudinal axis 6 than the core elements 15-1, 15-2, 15-3 of the devices 10-1, 10-2, 10-3. The flow channels 11-5, 12-5 preferably run parallel to one another.

In den 6a und 6b ist das Kernelement 15-2 der zweiten Ausführungsform der Vorrichtung 10-2 nach 5b zum Kühlen des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids mit dem Einlass 13 und dem Auslass 14 des Wärmeträgerfluids jeweils als ein Einzelelement in einer perspektivischen Seitenansicht dargestellt. Aus 6c geht das Kernelement 15-2 mit der Strömungsrichtung 29 des im Verdichter 1 zu verdichtenden Fluids in einer Seitenansicht hervor, während in 6d das Kernelement 15-2 mit der Strömungsrichtung 30 des Wärmeträgerfluids ebenfalls in einer Seitenansicht gezeigt ist.In the 6a and 6b is the core element 15-2 of the second embodiment of the device 10-2 5b for cooling the fluid to be compressed in the compressor 1 with the inlet 13 and the outlet 14 of the heat transfer fluid, each shown as a single element in a perspective side view. Out of 6c shows the core element 15-2 with the direction of flow 29 of the fluid to be compressed in the compressor 1 in a side view, while in 6d the core element 15-2 with the flow direction 30 of the heat transfer fluid is also shown in a side view.

Der wesentliche Unterschied der Kernelemente 15-1, 15-2 der Vorrichtungen 10-1, 10-2 liegt einerseits in der Ausbildung der Ausnehmungen der zweiten Strömungskanäle 12-1, 12-2 des Wärmeträgerfluids und andererseits in der Ausbildung der Ausnehmungen des ersten Strömungskanals 11-2 des Kältemittels innerhalb des Kernelements 15-2. Gleiche Elemente und Komponenten der Vorrichtungen 10-1, 10-2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zu deren Ausbildung und Funktion wird auf die voranstehenden Ausführungen verwiesen.The main difference between the core elements 15-1, 15-2 of the devices 10-1, 10-2 lies on the one hand in the design of the recesses of the second flow channels 12-1, 12-2 of the heat transfer fluid and on the other hand in the design of the recesses in the first flow channel 11-2 of the refrigerant within the core member 15-2. The same elements and components of the devices 10-1, 10-2 are provided with the same reference numbers. Regarding their design and function, reference is made to the statements made above.

Im Vergleich zur ersten Ausführungsform der Vorrichtung 10-1 nach 4b ist der zweite Strömungskanal 12-2 ohne Unterteilung in parallele Kanäle im Kernelement 15-2 ausgebildet. Der zweite Strömungskanal 12-2 verläuft abwechselnd auf beiden Oberseiten des Kernelements 15-2 in in den Flächen ausgebildeten Ausnehmungen. Dabei wird die abwechselnde Führung des zweiten Strömungskanals 12-2 an den Oberseiten des Kernelements 15-2 mittels in senkrechter Richtung zu den Oberseiten und damit in Richtung der Längsachse weisenden Zwischenverbindungen ermöglicht. Die Zwischenverbindungen sind jeweils als kreisrunde Durchgangsbohrungen oder als Durchgangsbohrungen in Form von Langlöchern zwischen den Oberseiten ausgebildet. Die Ausnehmungen und Zwischenverbindungen sind derart zueinander angeordnet, dass das Wärmeträgerfluid gemäß 6d in Strömungsrichtung 30 abwechselnd beiderseits am Kernelement 15-2 entlanggeleitet wird und im Wesentlichen zickzack-förmig durch das Kernelement 15-2 hindurchströmt. Das Wärmeträgerfluid wird beim Durchströmen des zweiten Strömungskanals 12-2 abwechselnd in radialer Richtung und axialer Richtung geführt. Die Strömungsrichtung 30 ist anhand der Pfeile verdeutlicht. Dabei stellen die mittels durchgezogener Linie gekennzeichneten Pfeile die Strömung des Wärmeträgerfluids an der sichtbaren Seite des Kernelements 15-2 dar, während die mittels gestrichelter Linie gekennzeichneten Pfeile die Strömung des Wärmeträgerfluids an der verdeckten Seite des Kernelements 15-2 darstellen.Compared to the first embodiment of the device 10-1 after 4b the second flow passage 12-2 is formed in the core member 15-2 without being divided into parallel passages. The second Flow channel 12-2 runs alternately on both upper sides of the core element 15-2 in recesses formed in the surfaces. The alternating guidance of the second flow channel 12-2 on the upper sides of the core element 15-2 is made possible by means of intermediate connections pointing in the direction perpendicular to the upper sides and thus in the direction of the longitudinal axis. The intermediate connections are each designed as circular through-holes or as through-holes in the form of elongated holes between the upper sides. The recesses and interconnections are arranged to each other that the heat transfer fluid according to 6d is guided alternately along both sides of the core element 15-2 in the direction of flow 30 and flows essentially in a zigzag shape through the core element 15-2. The heat transfer fluid is guided alternately in the radial direction and axial direction as it flows through the second flow channel 12-2. The direction of flow 30 is illustrated by the arrows. The arrows marked with a solid line represent the flow of the heat transfer fluid on the visible side of the core element 15-2, while the arrows marked with a broken line represent the flow of heat transfer fluid on the hidden side of the core element 15-2.

Zudem ist im Kernelement 15-2 auch ein erster Strömungskanal 11-2 für das Kältemittel vorgesehen, welcher in gleicher Weise, wie der zweite Strömungskanal 12-2 ausgebildet ist. Der erste Strömungskanal 11-2 verläuft folglich ebenfalls abwechselnd auf beiden Oberseiten des Kernelements 15-2 in in den Flächen ausgebildeten Ausnehmungen, welche mittels in senkrechter Richtung zu den Oberseiten und damit in Richtung der Längsachse weisenden Zwischenverbindungen miteinander verbunden sind. Die Ausnehmungen und Zwischenverbindungen des ersten Strömungskanals 11-2 sind wiederum derart zueinander angeordnet, dass das Kältemittel gemäß 6c in Strömungsrichtung 29 abwechselnd beiderseits am Kernelement 15-2 entlanggeleitet wird und im Wesentlichen zickzack-förmig durch das Kernelement 15-2 hindurchströmt. Das Kältemittel wird beim Durchströmen des ersten Strömungskanals 11-2 abwechselnd in radialer Richtung und axialer Richtung geführt. Die Strömungsrichtung 29 ist wiederum anhand der Pfeile verdeutlicht. Dabei stellen die mittels durchgezogener Linie gekennzeichneten Pfeile die Strömung des Kältemittels an der sichtbaren Seite des Kernelements 15-2 dar, während die mittels gestrichelter Linie gekennzeichneten Pfeile die Strömung des Kältemittels an der verdeckten Seite des Kernelements 15-2 darstellen.
Damit wird das Kältemittel durch die zwischen dem ersten Außenelement 17a und dem ersten Zwischenelement 18-2a ausgebildeten ersten Strömungskanäle 11-1, anschließend den im Kernelement 15-2 ausgebildeten ersten Strömungskanal 11-2 sowie abschließend durch die zwischen dem zweiten Außenelement 17b und dem zweiten Zwischenelement 18-2b ausgebildeten ersten Strömungskanäle 11-1 geleitet.
In addition, a first flow channel 11-2 for the refrigerant is also provided in the core element 15-2, which is designed in the same way as the second flow channel 12-2. The first flow channel 11-2 consequently also runs alternately on both upper sides of the core element 15-2 in recesses formed in the surfaces, which are connected to one another by means of intermediate connections pointing in the direction perpendicular to the upper sides and thus in the direction of the longitudinal axis. The recesses and interconnections of the first flow channel 11-2 are in turn arranged to one another in such a way that the refrigerant according to 6c in the flow direction 29 alternately on both sides along the core element 15-2 and flows through the core element 15-2 essentially in a zigzag shape. When flowing through the first flow channel 11-2, the refrigerant is guided alternately in the radial direction and in the axial direction. The direction of flow 29 is again illustrated using the arrows. Here, the arrows indicated by the solid line represent the flow of the refrigerant on the visible side of the core member 15-2, while the arrows indicated by the broken line represent the flow of refrigerant on the concealed side of the core member 15-2.
The refrigerant thus flows through the first flow channels 11-1 formed between the first outer element 17a and the first intermediate element 18-2a, then through the first flow channel 11-2 formed in the core element 15-2 and finally through the between the second outer element 17b and the second Between element 18-2b trained first flow channels 11-1 passed.

BezugszeichenlisteReference List

11
Verdichtercompressor
22
GehäuseHousing
2a2a
erstes Gehäuseelementfirst housing element
2b2 B
zweites Gehäuseelementsecond housing element
2c2c
drittes Gehäuseelementthird housing element
2d2d
viertes Gehäuseelementfourth housing element
33
Verbindungsanordnungconnection arrangement
44
Antriebsvorrichtung, ElektromotorDrive device, electric motor
55
Verdichtungsmechanismuscompression mechanism
5a5a
orbitierende Spiraleorbiting spiral
5b5b
feststehende Spiralefixed spiral
5c5c
Kältemittelauslass Verdichtungsmechanismus 5Refrigerant outlet compression mechanism 5
66
Längsachselongitudinal axis
77
Kältemittelauslass Verdichter 1 Refrigerant outlet compressor 1
10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-510, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5
Vorrichtungcontraption
11, 11-1, 11-2, 11-511, 11-1, 11-2, 11-5
erster Strömungskanal Kältemittelfirst flow channel refrigerant
12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-512, 12-1, 12-2, 12-3, 12-5
zweiter Strömungskanal Wärmeträgerfluidsecond flow channel heat transfer fluid
12-1a12-1a
Einlassverteilunginlet distribution
12-1b12-1b
Auslassmündungoutlet mouth
1313
Einlass WärmeträgerfluidHeat transfer fluid inlet
1414
Auslass WärmeträgerfluidHeat transfer fluid outlet
15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-515-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5
Kernelementcore element
1616
Durchgangsöffnungpassage opening
17a17a
erstes Außenelementfirst outer element
17b17b
zweites Außenelementsecond outer element
18-1a, 18-2a18-1a, 18-2a
erstes Zwischenelementfirst intermediate element
18-1b, 18-2b18-1b, 18-2b
zweites Zwischenelementsecond intermediate element
19-1, 19-219-1, 19-2
Vertiefungdeepening
2020
Einlassöffnung KältemittelInlet port refrigerant
2121
Auslassöffnung KältemittelRefrigerant outlet port
22a, 22b22a, 22b
Verzweigungbranch
23a, 23b23a, 23b
Durchlassöffnungpassage opening
2424
Durchlassöffnungpassage opening
2525
Strömungsrichtung WärmeträgerfluidDirection of flow of heat transfer fluid
2626
Strömungsrichtung Kältemitteldirection of flow of refrigerant
2727
Wandelementwall element
2828
Zentralelementcentral element
2929
Strömungsrichtung Kältemitteldirection of flow of refrigerant
3030
Strömungsrichtung WärmeträgerfluidDirection of flow of heat transfer fluid

Claims (30)

Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zum Kühlen eines in einem Verdichter (1) zu verdichtenden Fluids, insbesondere eines Kältemittels, mit einem Wärmeträgerfluid, aufweisend mindestens einen ersten Strömungskanal (11, 11-1, 11-2, 11-5) zum Leiten des Fluids, mindestens einen zweiten Strömungskanal (12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-5) zum Leiten des Wärmeträgerfluids sowie einen Einlass (13) und einen Auslass (14) für das Wärmeträgerfluid, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) derart ausgebildet ist, dass die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) mit dem Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) als eine separate Komponente auf einer Längsachse (6) zwischen Gehäuseelementen (2c, 2d) eines modularen Verdichters (1) anordenbar oder in ein Gehäuse des Verdichters integrierbar ist.Device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) for cooling a fluid to be compressed in a compressor (1), in particular a refrigerant, with a heat transfer fluid, having at least one first flow channel (11, 11-1, 11-2, 11-5) for conducting the fluid, at least one second flow channel (12, 12-1, 12-2, 12-3, 12-5) for conducting the heat transfer fluid and an inlet (13) and an outlet (14) for the heat transfer fluid, characterized in that a core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) is designed such that the device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) with the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) as a separate component on a Longitudinal axis (6) between housing elements (2c, 2d) of a modular compressor (1) can be arranged or integrated into a housing of the compressor. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Konturen sowie Abmessungen des Kernelements (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) und der Gehäuseelemente (2c, 2d) miteinander korrespondierend ausgebildet sind.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5). claim 1 , characterized in that the outer contours and dimensions of the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) and the housing elements (2c, 2d) are designed to correspond to one another. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) plattenförmig ausgebildet ist.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4). claim 1 or 2 , characterized in that the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) is plate-shaped. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) mindestens eine in Richtung der Längsachse (6) verlaufende Durchlassöffnung (24) für das verdichtete Fluid aufweist.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4). claim 3 , characterized in that the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) has at least one passage opening (24) running in the direction of the longitudinal axis (6) for the compressed fluid. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (15-1, 15-2, 15-3) im Bereich eines Außenumfangs mit einer konstanten Wandstärke in Richtung der Längsachse (6) und an mindestens einer seitlichen Oberfläche in einem Zentrum mit einer flächigen Vertiefung (19-1, 19-2) gleichmäßiger Tiefe in Richtung der Längsachse (6) ausgebildet ist, oder dass das Kernelement (15-4) als ein an einem Außenumfang umlaufender Ring mit einer im Zentrum ausgebildeten Struktur aus gestapelten blechförmigen Platten ausgebildet ist.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4). claim 3 or 4 , characterized in that the core element (15-1, 15-2, 15-3) in the area of an outer circumference with a constant wall thickness in the direction of the longitudinal axis (6) and on at least one lateral surface in a center with a flat recess (19 -1, 19-2) of uniform depth in the direction of the longitudinal axis (6), or that the core element (15-4) is designed as a ring running around an outer circumference with a structure made of stacked sheet-metal plates in the center. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) an mindestens einer seitlichen Oberfläche Ausnehmungen aufweist, welche sich jeweils von der Oberfläche ausgehend in das Kernelement (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) hinein erstreckend ausgebildet sind.Device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) has recesses on at least one lateral surface, which each extend from the surface into the core element (15-1, 15-2 , 15-3, 15-4) are formed extending inward. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen an der mindestens einen seitlichen Oberflächen in einem Zentrum mit einer flächigen Vertiefung (19-1, 19-2) gleichmäßiger Tiefe in Richtung der Längsachse (6) ausgebildet sind.device (10, 10-1, 10-2, 10-3). claim 6 , characterized in that the recesses are formed on the at least one lateral surface in a center with a flat depression (19-1, 19-2) of uniform depth in the direction of the longitudinal axis (6). Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein plattenförmiges Zwischenelement (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) ausgebildet ist, welches in einer senkrecht zur Längsachse (6) aufgespannten Ebene mit einer ersten Seite an der mindestens einen seitlichen Oberfläche des Kernelements (15-1, 15-2, 15-3, 15-4) anliegend, die Ausnehmungen fluiddicht abdeckend angeordnet ist, wobei die abgedeckten Ausnehmungen die zweiten Strömungskanäle (12-1, 12-2, 12-3) des Wärmeträgerfluids ausbilden.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4). claim 6 or 7 , characterized in that at least one plate-shaped intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) is formed, which extends in a plane perpendicular to the longitudinal axis (6) with a first side on the at least one lateral surface of the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4), the recesses is arranged to cover fluid-tight, the covered recesses the second flow channels (12-1, 12-2, 12-3) of the heat transfer fluid form. Vorrichtung (10, 10-1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zweiten Strömungskanäle (12-1) jeweils von einer mit dem Einlass (13) verbundenen Einlassverteilung (12-1a) zu einer mit dem Auslass (14) verbundenen Auslassmündung (12-1b) erstreckend und parallel mit Wärmeträgerfluid beaufschlagt ausgebildet sind.Device (10, 10-1) according to claim 8 , characterized in that the second flow channels (12-1) each of a with the Inlet (13) connected to the inlet manifold (12-1a) to one with the outlet (14) connected to the outlet port (12-1b) are formed extending and acted upon in parallel with heat transfer fluid. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Konturen und Abmessungen des mindestens einen Zwischenelements (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) und der mindestens einen Vertiefung (19-1, 19-2) miteinander korrespondierend ausgebildet sind, sodass das Zwischenelement (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) innerhalb der Vertiefung (19-1, 19-2) angeordnet ist oder dass die äußeren Konturen und Abmessungen des mindestens einen Zwischenelements (18-2a, 18-2b) und einer inneren Mantelfläche eines an einem Außenumfang umlaufenden Rings des Kernelements (15-4) miteinander korrespondierend ausgebildet sind.device (10, 10-1, 10-2, 10-3). claim 8 or 9 , characterized in that the outer contours and dimensions of the at least one intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) and the at least one depression (19-1, 19-2) are designed to correspond to one another, so that the intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) is arranged within the depression (19-1, 19-2) or that the outer contours and dimensions of the at least one intermediate element (18-2a, 18-2b) and an inner lateral surface of a ring of the core element (15-4) running around an outer circumference are designed to correspond to one another. Vorrichtung (10, 10-1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zwischenelement (18-1a, 18-1b) die Form eines ebenen, kreisrunden Bleches aufweist und die mindestens eine Vertiefung (19-1) kreisförmig ausgebildet ist, wobei ein Außendurchmesser des Zwischenelements (18-1a, 18-1b) einem Außendurchmesser der Vertiefung (19-1) zuzüglich eines Spiels zur Montage und eine Ausdehnung der Vertiefung (19-1) in Richtung der Längsachse (6) einer Wandstärke des Zwischenelements (18-1a, 18-1b) entsprechen.Device (10, 10-1) according to claim 10 , characterized in that the at least one intermediate element (18-1a, 18-1b) has the shape of a flat, circular sheet metal and the at least one recess (19-1) is circular, with an outer diameter of the intermediate element (18-1a, 18-1b) correspond to an outer diameter of the recess (19-1) plus a clearance for assembly and an extension of the recess (19-1) in the direction of the longitudinal axis (6) to a wall thickness of the intermediate element (18-1a, 18-1b). Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zwischenelement (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) mindestens eine in Richtung der Längsachse (6) verlaufende Durchlassöffnung (23a, 23b) für das verdichtete Fluid aufweist.Device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) according to one of Claims 8 until 11 , characterized in that the at least one intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) has at least one passage opening (23a, 23b) running in the direction of the longitudinal axis (6) for the compressed fluid. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein plattenförmiges Außenelement (17a, 17b) mit Ausformungen ausgebildet ist, welches in einer senkrecht zur Längsachse (6) aufgespannten Ebene an einer zweiten Seite des mindestens einen Zwischenelements (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) anliegend angeordnet ist, wobei die im Außenelement (17a, 17b) ausgebildeten Ausformungen vom Zwischenelement (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) abgedeckt und derart die ersten Strömungskanäle (11-1) ausgebildet sind.Device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) according to one of Claims 8 until 12 , characterized in that at least one plate-shaped outer element (17a, 17b) is formed with formations, which is in a plane perpendicular to the longitudinal axis (6) on a second side of the at least one intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a , 18-2b) is arranged in abutting manner, the formations formed in the outer element (17a, 17b) being covered by the intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) and in this way the first flow channels (11-1) are trained. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (15-1, 15-2, 15-3) an den seitlichen Oberflächen im Zentrum jeweils mit einer Vertiefung (19-1, 19-2) gleichmäßiger Tiefe in Richtung der Längsachse (6) und Ausnehmungen ausgebildet ist, wobei die Ausnehmungen jeweils durch ein in der Vertiefung (19-1, 19-2) angeordnetes Zwischenelement (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) mit jeweils einer ersten Seite des Zwischenelements (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) fluiddicht abgedeckt sind, und dass an den zweiten Seiten der Zwischenelemente (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) jeweils ein Außenelement (17a, 17b) mit Ausformungen anliegend angeordnet ist, wobei die Ausformungen vom Zwischenelement (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) abgedeckt sind.device (10, 10-1, 10-2, 10-3). Claim 13 , characterized in that the core element (15-1, 15-2, 15-3) on the lateral surfaces in the center each with a depression (19-1, 19-2) of uniform depth in the direction of the longitudinal axis (6) and recesses is formed, wherein the recesses are each provided with a first side of the intermediate element (18- 1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) are covered in a fluid-tight manner, and that on the second sides of the intermediate elements (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b) an outer element (17a, 17b ) is arranged in abutting manner with formations, the formations being covered by the intermediate element (18-1a, 18-1b, 18-2a, 18-2b). Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Außenelement (17a) eine Einlassöffnung (20) und ein zweites Außenelement (17b) eine Auslassöffnung (21) für das verdichtete Fluid aufweisen.Device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) according to one of claims 3 until 14 , characterized in that a first outer element (17a) has an inlet opening (20) and a second outer element (17b) has an outlet opening (21) for the compressed fluid. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Außenelement (17a) mindestens eine Verzweigung (22a) aufweist, wobei sich die ersten Strömungskanäle (11-1) jeweils von der Einlassöffnung (20) zu mindestens einer Verzweigung (22a) erstreckend und parallel zueinander mit Fluid beaufschlagt ausgebildet sind.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4). claim 15 , characterized in that the first outer element (17a) has at least one branch (22a), the first flow channels (11-1) each extending from the inlet opening (20) to at least one branch (22a) and being acted upon in parallel with fluid are trained. Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Außenelement (17b) mindestens eine Verzweigung (22b) aufweist, wobei sich die ersten Strömungskanäle (11-1) jeweils von mindestens einer Verzweigung (22b) zur Auslassöffnung (21) erstreckend und parallel zueinander mit Fluid beaufschlagt ausgebildet sind.device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4). claim 15 or 16 , characterized in that the second outer element (17b) has at least one branch (22b), the first flow channels (11-1) each extending from at least one branch (22b) to the outlet opening (21) and being acted upon in parallel by fluid are. Vorrichtung (10-5) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (15-5) hohlkreiszylinderförmig ausgebildet ist.Device (10-5) according to claim 1 or 2 , characterized in that the core element (15-5) is designed in the form of a hollow circular cylinder. Vorrichtung (10-5) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kernelements (15-5) ein hohlkreiszylinderförmiges Wandelement (27) und innerhalb des Wandelements (27) ein zylinderförmiges Zentralelement (28) angeordnet sind, welche zur Längsachse (6) koaxial ausgerichtet sind.Device (10-5) according to Claim 18 , characterized in that inside the core element (15-5) a hollow circular cylindrical wall element (27) and inside the wall element (27) a cylindrical central element (28) are arranged, which are aligned coaxially to the longitudinal axis (6). Vorrichtung (10-5) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Durchmesser einer inneren Mantelfläche des Kernelements (15-5) einem Durchmesser einer äußeren Mantelfläche des Wandelements (27) sowie ein Durchmesser einer inneren Mantelfläche des Wandelements (27) mit einem Durchmesser einer Mantelfläche des Zentralelements (28) korrespondieren und die jeweiligen Mantelflächen fluiddicht aneinander anliegen.Device (10-5) according to Claim 18 , characterized in that a diameter of an inner lateral surface of the core element (15-5) corresponds to a diameter of an outer lateral surface of the wall element (27) and a diameter of an inner lateral surface of the wall element (27) corresponds to a diameter of a lateral surface of the central element (28) and the respective lateral surfaces abut against one another in a fluid-tight manner. Vorrichtung (10-5) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (27) an einer äußeren Mäntelfläche mit einer Ausnehmung für den zweiten Strömungskanal (12-5) des Wärmeträgerfluids ausgebildet ist.Device (10-5) according to claim 19 or 20 , characterized in that the wall element (27) is formed on an outer jacket surface with a recess for the second flow channel (12-5) of the heat transfer fluid. Vorrichtung (10-5) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Wandelement (27) an einer inneren Mantelfläche mit einer Ausnehmung für den ersten Strömungskanal (11-5) ausgebildet ist.Device (10-5) according to one of claims 19 until 21 , characterized in that the wall element (27) is formed on an inner lateral surface with a recess for the first flow channel (11-5). Vorrichtung (10-5) nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung des Strömungskanals (11-5, 12-5) in Form einer in Umfangsrichtung verlaufenden wendelförmigen Nut, insbesondere einer axialen Spirale, ausgebildet ist, deren Einlass und Auslass in Richtung der Längsachse (6) voneinander beabstandet angeordnet sind.Device (10-5) according to Claim 21 or 22 , characterized in that the recess of the flow channel (11-5, 12-5) is designed in the form of a helical groove running in the circumferential direction, in particular an axial spiral, the inlet and outlet of which are arranged at a distance from one another in the direction of the longitudinal axis (6). . Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Kernelements (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) ein Steuerelement, insbesondere ein Ventil, zum Steuern des Wärmeträgerfluidmassenstroms integriert ausgebildet ist.Device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) according to one of Claims 1 until 23 , characterized in that within the core element (15-1, 15-2, 15-3, 15-4, 15-5) a control element, in particular a valve, for controlling the heat transfer fluid mass flow is integrated. Verdichter (1) zum Verdichten eines dampfförmigen Fluids, insbesondere eines Kältemittels, aufweisend ein Gehäuse (2), eine im Gehäuse (2) angeordnete Antriebsvorrichtung (4) sowie einen von der Antriebsvorrichtung (4) angetriebenen Verdichtungsmechanismus (5), dadurch gekennzeichnet, dass in Strömungsrichtung des Fluids nach dem Verdichtungsmechanismus (5) eine Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zum Kühlen des Fluids nach einem der Ansprüche 1 bis 24 ausgebildet ist.Compressor (1) for compressing a vaporous fluid, in particular a refrigerant, having a housing (2), a drive device (4) arranged in the housing (2) and a compression mechanism (5) driven by the drive device (4), characterized in that in the flow direction of the fluid after the compression mechanism (5) a device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) for cooling the fluid according to one of Claims 1 until 24 is trained. Verdichter (1) nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichtungsmechanismus (5) aus einer orbitierenden Spirale (5a) und einer feststehenden Spirale (5b) ausgebildet ist, und dass die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zwischen einem Auslass des Fluids aus der feststehenden Spirale (5b) und einem Auslass des Verdichters (1) - als ein separates Element zwischen auf einer Längsachse (6) angeordneten Gehäuseelementen (2c, 2d) des Gehäuses (2) oder in das Gehäuse des Verdichters integriert ausgebildet ist oder - als eine Komponente der feststehenden Spirale (5b) ausgebildet ist.Compressor (1) after Claim 25 , characterized in that the compression mechanism (5) is formed of an orbiting scroll (5a) and a fixed scroll (5b), and that the device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) between an outlet of the fluid from the fixed scroll (5b) and an outlet of the compressor (1) - as a separate element between housing elements (2c, 2d) of the housing (2) arranged on a longitudinal axis (6) or in the housing of the compressor is formed integrally or - is formed as a component of the fixed scroll (5b). Verdichter (1) nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zum Kühlen des Fluids eine Ausdehnung in Richtung der Längsachse (6) im Bereich von 25 mm bis 30 mm aufweist.Compressor (1) after Claim 25 or 26 , characterized in that the device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) for cooling the fluid has an expansion in the direction of the longitudinal axis (6) in the range from 25 mm to 30 mm. Verdichter (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zum Kühlen des Fluids innerhalb eines unter einem Hochdruckniveau des Fluids beaufschlagten Volumens angeordnet ist, sodass ein innerhalb eines ersten Strömungskanals (11, 11-1, 11-2, 11-5) zum Leiten des Fluids vorherrschender Druck und ein innerhalb eines Volumens, welches an einer den Strömungskanal (11, 11-1, 11-2, 11-5) begrenzenden Wandung angrenzt, vorherrschender Druck im Wesentlich gleich groß sind.Compressor (1) according to one of Claims 25 until 27 , characterized in that the device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) is arranged for cooling the fluid within a volume acted upon under a high pressure level of the fluid, so that a within a first flow channel (11, 11-1, 11-2, 11-5) for conducting the fluid and a pressure prevailing within a volume which delimits the flow channel (11, 11-1, 11-2, 11-5). Wall adjacent, prevailing pressure are essentially the same size. Verfahren zum Betreiben eines Verdichters (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistung der Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) zum Kühlen des im Verdichter (1) zu verdichtenden Fluids über einen Wärmeträgerfluidmassenstrom durch die Vorrichtung (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) und eine Vorlauftemperatur des Wärmeträgerfluids geregelt wird, sodass ein Austrittszustand des verdichteten Fluids an einem Auslass des Verdichters (1) unabhängig von einem Betriebszustand des Verdichters (1) eingestellt wird.Method for operating a compressor (1) according to one of Claims 25 until 28 , characterized in that an output of the device (10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) for cooling the fluid to be compressed in the compressor (1) via a heat transfer fluid mass flow through the device ( 10, 10-1, 10-2, 10-3, 10-4, 10-5) and an inlet temperature of the heat transfer fluid is regulated, so that an exit state of the compressed fluid at an outlet of the compressor (1) is independent of an operating state of the compressor (1) is set. Verwendung des Verdichters (1) nach einem der Ansprüche 25 bis 28 für ein Kältemittel eines Kältemittelkreislaufs eines Klimatisierungssystems eines Kraftfahrzeugs.Use of the compressor (1) according to one of Claims 25 until 28 for a refrigerant of a refrigerant circuit of an air conditioning system of a motor vehicle.
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KR100561099B1 (en) * 2003-06-02 2006-03-15 한국기계연구원 Scroll-type compressor having a cooling structure with heat pipe
KR100717608B1 (en) * 2004-06-02 2007-05-15 공태웅 Heat exchanger having spiral way
KR101677605B1 (en) * 2016-02-16 2016-11-21 주식회사 플로우포스 Vortex type heat exchanger
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