DE112011104373T5 - Scroll-Kälteverdichter - Google Patents

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Abstract

Dieser Scroll-Kälteverdichter umfasst eine dichte Hülle, ein stationäres (7) und ein bewegliches (10) Spiralgehäuse, die Spiralen aufweisen, die ineinander eingreifen und Kompressionskammern (13) mit variablem Volumen begrenzen, eine Förderkammer (24), die durch den Teller (8) des stationären Spiralgehäuses (7) und die dichte Hülle begrenzt wird, einen Hitzeschild (32), der in der Förderkammer angeordnet ist und die Förderkammer in ein erstes Volumen (33a) teilt, das vom Teller des stationären Spiralgehäuses und dem Hitzeschild begrenzt ist und in ein zweites Volumen (33b), das durch den Hitzeschild und die dichte Hülle begrenzt ist und mindestens einen Fließdurchgang (34), der ausgebildet ist, um das erste und zweite Volumen in Kommunikation zu versetzen. Der Verdichter umfasst mindestens einen Umleitungsdurchgang (35), der ausgebildet ist, um das erste Volumen (33a) mit einer Übergangs-Kompressionskammer (13b) in Kommunikation zu versetzen, und mindestens eine Umleitungsklappe (36), die im ersten Volumen (33a) angeordnet ist und zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung eines entsprechenden Umleitungsdurchgangs (35) bewegbar ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scroll-Kälteverdichter.
  • Ein Scroll-Kälteverdichter umfasst auf bekannte Weise ein erstes stationäres Spiralgehäuse und ein zweites Spiralgehäuse, das eine kreisbahnförmige Bewegung beschreibt, wobei jedes Spiralgehäuse einen Teller aufweist, ab dem sich eine Spirale erstreckt, wobei die zwei Spiralen ineinander greifen und Kompressionskammern mit variablem Volumen begrenzen, wobei die Kompressionskammern ein Volumen haben, das von außen, wo die Versorgung mit Kältemittel erfolgt, nach innen schrittweise abnimmt.
  • Damit wird das Kältemittel bei der kreisbahnförmigen Bewegung des ersten Spiralgehäuses aufgrund der Verringerung des Volumens der Kompressionskammern verdichtet und bis zum Zentrum des ersten und zweiten Spiralgehäuses befördert. Das verdichtete und erwärmte Kältemittel tritt im zentralen Abschnitt in Richtung einer Förderkammer über eine Förderleitung aus, die in den zentralen Abschnitt des ersten Spiralgehäuses eingearbeitet ist.
  • Ein Nachteil dieses Verdichtertyps besteht darin, dass das verdichtete Kühlgas, das in die Förderkammer zurückgefördert wird, den Teller des stationären Spiralgehäuses erwärmt und, durch Leitung, das zu verdichtende Kühlgas.
  • Diese Erwärmung des zu verdichtenden Kühlgases führt zu einer Erhöhung der Temperatur und der Enthalpie dieses Gases und zu einer Verringerung seiner Dichte. Diese Verringerung der Dichte des zu verdichtenden Kühlgases führt zu einer Verringerung der von dem Verdichter verdichteten Gasmasse und demzufolge für dasselbe geförderte Gasvolumen zu einer reduzierten Wärmeenergie. Aufgrund der immanenten Eigenschaften des Kühlgases (das Gefälle der Isentrope im Bereich des Trockendampfs verändert sich durch Überhitzung) nimmt aufgrund dieser Überhitzung des zu verdichtenden Gases die Verdichtungsarbeit je Masseneinheit zu, weswegen die energetische Leistung des Verdichters abnimmt. Daraus ergibt sich folgerichtig eine Minderung der Leistungsfähigkeit des Verdichters.
  • Um die Leistungen eines derartigen Verdichters zu verbessern, ist es bekannt, wie im Dokument US 6 287 089 beschrieben, einen derartigen Verdichter mit einem plattenförmigen Hitzeschild auszustatten, der in der Förderkammer angeordnet ist und auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert ist, wobei der Hitzeschild die Förderkammer in ein erstes Volumen, das durch den Teller des stationären Spiralgehäuses und den Hitzeschild begrenzt ist, und in ein zweites Volumen, das durch den Hitzeschild und die dichte Hülle begrenzt ist, teilt.
  • Die Anwesenheit eines derartigen Hitzeschilds verhindert die übermäßige Erwärmung des zu verdichtenden Kühlgases durch das verdichtete Kühlgas, wodurch die energetische Leistung des Verdichters verbessert wird.
  • Allerdings, wenn das verdichtete Kältemittel in das zweite Volumen fließt, tropfen aufgrund der Schwerkraft Öltröpfchen auf den Hitzeschild und fließen über diesen, bis sie eine periphere Zone des zweiten Volumens erreichen, wo das Öl aufgrund der Tatsache aufgefangen wird, dass das stationäre Spiralgehäuse dicht auf der dichten Hülle befestigt ist. Da jedoch die Geschwindigkeiten des verdichteten Kältemittels im Allgemeinen in dieser peripheren Zone des zweiten Volumens niedrig sind, kann sich eine erhebliche Ölmenge im zweiten Volumen stauen, was die Leistungen des Verdichters beeinträchtigen kann.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesem Nachteil abzuhelfen.
  • Das technische Problem an der Basis der Erfindung besteht also darin, einen Scroll-Kälteverdichter bereitzustellen, der eine einfache, wirtschaftliche und kompakte Struktur hat, wobei die Leistungsfähigkeit des Verdichters verbessert wird.
  • Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Scroll-Kälteverdichter, der umfasst:
    • – eine dichte Hülle,
    • – ein stationäres Spiralgehäuse, das dicht auf der dichten Hülle befestigt ist, und ein bewegliches Spiralgehäuse, das eine kreisbahnförmige Bewegung beschreibt, wobei jedes Spiralgehäuse einen Teller aufweist, ab dem sich eine Spirale erstreckt, wobei die Spiralen des stationären und beweglichen Spiralgehäuses ineinander greifen und Kompressionskammern mit variablem Volumen begrenzen,
    • – eine Förderkammer, die durch den Teller des stationären Spiralgehäuses und die dichte Hülle begrenzt ist,
    • – einen plattenförmigen Hitzeschild, der in der Förderkammer angeordnet und auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert ist, wobei der Hitzeschild die Förderkammer in ein erstes Volumen, das durch den Teller des stationären Spiralgehäuses begrenzt ist, und in ein zweites Volumen, das durch den Hitzeschild und die dichte Hülle begrenzt ist, teilt,
    • – mindestens einen Fließdurchgang, der ausgebildet ist, um das erste und zweite Volumen in Kommunikation zu versetzen,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Fließdurchgang mindestens teilweise von der Innenwand der dichten Hülle und dem peripheren Außenrand des Hitzeschilds begrenzt ist, und dass der Verdichter ferner umfasst:
    • – mindestens einen Umleitungsdurchgang, der in den Teller des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet und ausgebildet ist, um das erste Volumen mit einer Übergangs-Kompressionskammer in Kommunikation zu versetzen, und
    • – mindestens eine Umleitungsklappe, die im ersten Volumen angeordnet ist und einem Umleitungsdurchgang zugeordnet ist, wobei jede Umleitungsklappe, die einem Umleitungsdurchgang zugeordnet ist, zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung des entsprechenden Umleitungsdurchgangs bewegbar ist und ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Übergangs-Kompressionskammer, in die der entsprechende Umleitungsdurchgang mündet, den Druck in der Förderkammer um einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  • Durch das Vorhandensein eines derartigen Umleitungsdurchgangs und einer derartigen Umleitungsklappe wird sichergestellt, dass unter nicht optimalen Betriebsbedingungen des Verdichters, die das Öffnen der Umleitungsklappe erlauben, beispielsweise während der Start- oder Enteisungsphasen des Verdichters, in denen die Druckunterschiede zwischen dem Förder- und Ansaugdruck gering sind, dass ein Teils des verdichteten Kältemittels durch den Umleitungsdurchgang und in das erste Volumen fließt, wodurch das Öl, das sich im ersten Volumen angesammelt hat, aufschäumt und die Öltröpfchen im Kältemittel aufgefangen werden. Daraus ergibt sich, dass mindestens ein Teil des Öls, das sich im ersten Volumen angesammelt hat, von dem Kältemittel aufgefangen wird, das durch den Umleitungsdurchgang fließt und erneut in den Kreis eingespeist wird, in den der Verdichter integriert ist.
  • Anzumerken ist, dass unter nicht optimalen Betriebsbedingungen des Verdichters, die eine Öffnung der Umleitungsklappe erlauben, die Fördertemperatur des Kältemittels, das durch den Umleitungsdurchgang fließt, gering ist. Dies, kombiniert mit der Tatsache, dass nur ein geringer Teil des verdichteten Kältemittels durch den Umleitungsdurchgang fließt, hat eine Begrenzung der Erwärmung des Tellers des stationären Spiralgehäuses durch das Kältemittel zur Folge, das durch den Umleitungsdurchgang fließt, weswegen die Auswirkungen des Wärmetransfers aufgrund dieser neuen Gaszirkulation auf die energetische Leistung des Verdichters vernachlässigenswert sind.
  • Ferner wird die Umleitungsklappe unter optimalen Betriebsbedingungen des Verdichters in Verschlussstellung gehalten. Damit fließt das gesamte verdichtete Kältemittel, das unter diesen Betriebsbedingungen eine erhöhte Fördertemperatur aufweist, direkt in das zweite Volumen und beeinträchtigt die energetische Leistungsfähigkeit des Verdichters nicht.
  • Unter Übergangs-Kompressionskammer wird eine Kompressionskammer verstanden, die einen Druck zwischen dem Druck der ersten sogenannten „hubraumrelevanten” Kompressionskammer und dem Druck der letzten Kompressionskammer, die in die Förderleitung mündet, aufweist.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Verdichter eine Vielzahl von Umleitungsdurchgängen und eine Vielzahl von Umleitungsklappen, die im ersten Volumen angeordnet und jeweils einem Umleitungsdurchgang zugeordnet sind.
  • In vorteilhafter Weise hat der Fließdurchgang einen Querschnitt, der derart ausgebildet ist, dass die Antriebsgeschwindigkeiten des Öls ausreichend sind, um eine ordnungsgemäße Funktion des Verdichters sicherzustellen. Zusätzlich kann dieser Fließdurchgang einen nicht konstanten Querschnitt entlang des äußeren Umfangs des Hitzeschilds aufweisen.
  • In vorteilhafter Weise befindet sich der periphere Außenrand des Hitzeschilds beabstandet vom Teller des stationären Spiralgehäuses.
  • In vorteilhafter Weise ist jede Umleitungsklappe auf der Fläche des Tellers des stationären Spiralgehäuses montiert ist, die zum Hitzeschild zeigt.
  • Der Verdichter umfasst in vorteilhafter Weise mindestens eine Umleitungsklappe, die in Form einer Lamelle realisiert ist, die zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung des entsprechenden Umleitungsdurchgangs elastisch verformbar ist.
  • In vorteilhafter Weise umfasst jeder Umleitungsdurchgang ein erstes Ende, das in die entsprechende Übergangs-Kompressionskammer mündet, und ein zweites Ende, das in das erste Volumen mündet.
  • Jede Umleitungsklappe ist vorzugsweise ausgebildet, um das zweite Ende des entsprechenden Umleitungsdurchgangs zu verschließen, wenn sie sich in ihrer Verschlussstellung befindet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Teller des stationären Spiralgehäuses eine periphere Außenwand auf, die dicht auf der Innenwand der dichten Hülle befestigt ist.
  • Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung weist die Fläche des Tellers des stationären Spiralgehäuses, die zum Hitzeschild zeigt, mindestens eine von innen nach außen und vom Hitzeschild zum beweglichen Spiralgehäuse geneigte Fläche auf, und dadurch, dass mindestens eine Umleitungsklappe auf der geneigten Fläche montiert ist.
  • Der Verdichter umfasst vorzugsweise:
    • – eine Förderleitung, die in den zentralen Abschnitt des Tellers des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet ist, die ein erstes Ende, das in eine zentrale Kompressionskammer mündet, und ein zweites Ende, das dazu bestimmt ist, mit der Förderkammer in Kommunikation versetzt zu sein, umfasst,
    • – eine Rücklaufsperre, die auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses des Verdichters auf Ebene des zweiten Endes der Förderleitung montiert ist, wobei die Rücklaufsperre umfasst:
    • – mindestens eine Förderöffnung, die ausgebildet ist, um die Förderleitung und die Förderkammer in Kommunikation zu versetzen,
    • – einen Klappensitz, der die Förderöffnung umgibt, und
    • – eine zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe auf dem Klappensitz abstützt und die Förderöffnung verschließt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe vom Klappensitz entfernt ist und die Förderöffnung freigibt, bewegbare Druckklappe, wobei die Druckklappe ausgebildet ist, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Förderleitung um einen vorbestimmten Wert über dem Druck in der Förderkammer liegt.
  • In vorteilhafter Weise ist der Hitzeschild auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses derart montiert, dass die Förderleitung umgeben wird.
  • Die Rücklaufsperre weist vorzugsweise eine Klappenplatte auf, die mindestens eine Förderöffnung umfasst, und auf der der Klappensitz ausgebildet ist.
  • Gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung umfasst der Verdichter Anschlagmittel, die ausgebildet sind, um die Bewegungsamplitude der Umleitungsklappe und/oder der Druckklappe in ihre Freigabestellung zu begrenzen.
  • Die Erfindung wird auf jeden Fall mit Hilfe der folgenden Beschreibung, die sich auf die folgende schematische Zeichnung in der Anlage bezieht, gut verstanden werden, wobei diese als nicht beschränkendes Beispiel eine Ausführungsform dieses Verdichters darstellt.
  • 1 ist eine Längsschnittansicht eines Verdichters gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist eine Teilschnittansicht in vergrößertem Maßstab des Verdichters von 1.
  • 3 ist eine Teilschnittansicht eines Verdichters in vergrößertem Maßstab eines Verdichters gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung.
  • In der folgenden Beschreibung sind dieselben Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die 1 beschreibt einen Scroll-Kälteverdichter in einer vertikalen Stellung. Jedoch könnte der erfindungsgemäße Verdichter eine geneigte oder eine horizontale Stellung einnehmen, ohne dass seine Struktur signifikant anders wäre.
  • Der auf der 1 dargestellte Verdichter umfasst eine dichte Hülle, die von einem Mantel 2 begrenzt wird, dessen oberes und unteres Ende jeweils durch einen Deckel 3 und eine Basis 4 verschlossen sind. Die Montage dieser Hülle kann vor allem durch Schweißnähte erfolgen.
  • Im Zwischenabschnitt des Verdichters befindet sich ein Körper 5, der zur Montage einer Kompressionsstufe 6 dient. Diese Kompressionsstufe 6 umfasst ein stationäres Spiralgehäuse 7, das einen Teller 8 aufweist, ab dem sich eine nach unten zeigende stationäre Spirale 9 erstreckt, und ein bewegliches Spiralgehäuse 10, das einen Teller 11 aufweist, der sich auf dem Körper 5 abstützt und ab dem sich eine nach oben zeigende Spirale 12 erstreckt. Die beiden Spiralen 9 und 12 der zwei Spiralgehäuse durchdringen sich gegenseitig, um Kompressionskammern 13 mit variablem Volumen auszubilden.
  • Der Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 weist eine periphere Außenwand auf, die dicht auf der Innenwand der dichten Hülle befestigt ist und insbesondere auf der Innenwand des Deckels 3. Der Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 begrenzt damit zwei Volumen, ein Ansaugvolumen unter dem Teller des stationären Spiralgehäuses 7, und ein Kompressionsvolumen darüber.
  • Der Mantel 2 umfasst einen (auf den Figuren nicht dargestellten) Kühlgaseingang, der in das Ansaugvolumen mündet, um dem Verdichter Gas zuzuführen.
  • Der Verdichter umfasst einen Elektromotor, der im Ansaugvolumen angeordnet ist. Der Elektromotor umfasst einen Stator 15, in dessen Zentrum ein Rotor 16 angeordnet ist. Der Rotor 16 ist mit einer Antriebswelle 17 verbunden, deren oberes Ende in der Art einer Kurbelwelle achsversetzt ist. Dieser obere Abschnitt greift in einen hülsenförmigen Abschnitt 18 ein, den das bewegliche Spiralgehäuse 10 aufweist. Bei ihrem rotierenden Antrieb durch den Motor treibt die Antriebswelle 17 das bewegliche Spiralgehäuse 10 gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung an.
  • Das untere Ende der Antriebswelle 17 treibt eine Ölpumpe 19 an, die mit Öl, das in einer Wanne 21 enthalten ist, die von der Basis 4 begrenzt wird, eine Ölversorgungsleitung 22 versorgt, die in den zentralen Abschnitt der Antriebswelle eingearbeitet ist.
  • Der Verdichter umfasst ferner eine Förderleitung 23, die in den zentralen Abschnitt des stationären Spiralgehäuses 7 eingearbeitet ist. Die Förderleitung 23 umfasst ein erstes Ende, das in die zentrale Kompressionskammer 13a mündet, und ein zweites Ende, das dazu bestimmt ist, mit einer Hochdruck-Förderkammer 24 in Kommunikation versetzt zu sein, die durch die Hülle des Verdichters und den Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 begrenzt ist.
  • Der Verdichter umfasst eine Rücklaufsperre 25. Die Rücklaufsperre 25 weist eine scheibenförmige Klappenplatte 26 auf, die auf dem Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 auf Ebene des zweiten Endes der Förderleitung 23 montiert ist. Die Klappenplatte 26 umfasst eine Vielzahl von Förderöffnungen 27, die ausgebildet sind, um die Förderleitung 23 und Förderkammer 24 in Kommunikation zu versetzen, und einen Klappensitz 28, der auf der Fläche der Klappenplatte 26 gegenüber dem stationären Spiralgehäuse 7 ausgebildet ist und die Förderöffnungen 27 umschließt.
  • Die Rücklaufsperre 25 umfasst ebenfalls eine Druckklappe 29, die zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe 29 auf dem Klappensitz 28 abstützt und die Förderöffnungen 27 verschließt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe 29 vom Klappensitz 28 entfernt ist und die Förderöffnungen 27 freigibt, bewegbar ist. Die Druckklappe 29 ist ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Förderleitung 23 den Druck in der Förderkammer 24 um einen vorbestimmten Wert übersteigt, der etwa den Regelungsdruck der Druckklappe 29 entspricht. Die Druckklappe 29 ist beispielsweise etwa ringförmig.
  • Der Verdichter umfasst ebenfalls eine Rückhalteplatte 30, die auf der Klappenplatte 26 montiert ist und dazu bestimmt, für die Druckklappe 29 als Anschlag zu dienen, wenn sie in ihrer Freigabestellung ist. Die Rückhalteplatte 30 umfasst mindestens eine Durchgangsöffnung 31, die ausgebildet ist, um ein Fließen von Kältemittel von den Förderöffnungen 27 zur Förderkammer 24 zu erlauben.
  • Der Verdichter umfasst ferner einen plattenförmigen Hitzeschild 32, der in der Förderkammer 24 angeordnet und auf dem Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 derart montiert ist, dass die Förderleitung 23 umschlossen wird. Der Hitzeschild 32 teilt die Förderkammer 24 in ein erstes Volumen 33a, das vom Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 und dem Hitzeschild 32 begrenzt wird, und in ein zweites Volumen 33b, das vom Hitzeschild 32 und der dichten Hülle begrenzt wird. Der Hitzeschild 32 umfasst einen ersten Abschnitt 32a, der sich etwa im rechten Winkel zur Längsachse des Verdichters erstreckt, und einen zweiten Abschnitt 32b, der den ersten Abschnitt verlängert und sich im Verhältnis zum ersten Abschnitt 32a geneigt erstreckt.
  • Der Verdichter umfasst ebenfalls mindestens einen Fließdurchgang 34, der ausgebildet ist, um das erste und zweite Volumen 33a, 33b in Kommunikation zu versetzen. Der Fließdurchgang 34 ist vorzugsweise ringförmig und wird von der Innenwand der dichten Hülle, dem peripheren Außenrand des Hitzeschilds 32 und dem Teller des stationären Spiralgehäuses begrenzt. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Abmessungen des Fließdurchgangs 34 entlang des äußeren Umfangs des Hitzeschilds 32 variabel sein können.
  • Der Verdichter umfasst ferner zwei Umleitungsdurchgänge 35, die ausgebildet sind, um jeweils das erste Volumen 33a mit einer Übergangs-Kompressionskammer in Kommunikation zu versetzen. Jeder Umleitungsdurchgang 35 wird von einem Umleitungskanal gebildet, der in den Teller 8 des stationären Spiralgehäuses 7 eingearbeitet ist und ein erstes Ende umfasst, das in eine Übergangs-Kompressionskammer 13b mündet, und ein zweites Ende, das in die Fläche des Tellers 8 des stationären Spiralgehäuses 7 mündet, die zur Klappenplatte 26 zeigt.
  • Der Verdichter umfasst daneben zwei Umleitungsklappen 36, die im ersten Volumen 33a angeordnet sind. Jede Umleitungsklappe 36 ist zwischen einer Verschlussstellung einer der Umleitungsdurchgänge 35 und einer Freigabestellung des Umleitungsdurchgangs bewegbar. Jede Umleitungsklappe 36 ist ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Übergangs-Kompressionskammer 13b, in die der entsprechende Umleitungsdurchgang mündet, den Druck in der Förderleitung 24 um einen vorbestimmten Wert übersteigt, der etwa dem Regulierungsdruck der Umleitungsklappe 36 entspricht.
  • Jede Umleitungsklappe 36 ist auf der Fläche des Tellers 8 des stationären Spiralgehäuses 7 ausgebildet, die zum Hitzeschild 32 zeigt und ausgebildet, um das zweite Ende des entsprechenden Umleitungsdurchgangs 35 zu verschließen, wenn sie sich in ihrer Verschlussstellung befindet.
  • Ferner ist jede Umleitungsklappe 36 in vorteilhafter Weise in Form einer Lamelle realisiert, die zwischen einer Verschlussstellung des entsprechenden Umleitungsdurchgangs und einer Freigabestellung des entsprechenden Umleitungsdurchgangs elastisch verformbar ist.
  • Der Verdichter umfasst ebenfalls eine Rückhalteplatte 37, die jeder Druckklappe 36 zugeordnet und dazu bestimmt ist, für die Druckklappe 36 als Anschlag zu dienen, wenn sie in ihrer Freigabestellung ist. In vorteilhafter Weise ist jede Rückhalteplatte 37 durch Schrauben auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses befestigt.
  • Es folgt eine Beschreibung der Funktion des Scroll-Verdichters.
  • Wenn der erfindungsgemäße Scroll-Verdichter in Gang gesetzt wird, wird das bewegliches Spiralgehäuse 10 von der Antriebswelle 17 gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung angetrieben, wobei diese Bewegung des beweglichen Spiralgehäuse eine Aufnahme und eine Kompression von Kältemittel in den Kompressionskammern mit variablem Volumen 13 bewirkt.
  • Unter optimalen Betriebsbedingungen wird jede Druckklappe 36 auf ihrer Seite, die in Richtung des Tellers 8 des stationären Spiralgehäuses 7 zeigt, einem Druck ausgesetzt, der kleiner ist als der Druck in der Förderkammer 24. Dadurch werden die Druckklappen 39 in ihrer Verschlussstellung gehalten und isolieren folgerichtig die Übergangs-Kompressionskammern 13b, in die die entsprechenden Umleitungsdurchgänge 35 münden.
  • Damit gelangt die Gesamtheit des Kältemittels, das in den Kompressionskammern 13 komprimiert ist, bis zum Zentrum der Spiralen und fließt durch die Förderleitung 23 in Richtung der Förderkammer 24 ab, indem es die Druckklappe 29 in ihre Freigabestellung verlagert, und schließlich, indem es axial durch die Förderöffnungen 37 und die Durchgangsöffnung 31 fließt.
  • Unter nicht optimalen Betriebsbedingungen, beispielsweise in der Zwischensaison, bei einem Einschalten oder einem Enteisen des Verdichters, kann jede Druckklappe 36 auf ihrer Seite, die in Richtung des Tellers 8 des stationären Spiralgehäuses 7 zeigt, einem Druck ausgesetzt werden, der höher ist als der Druck in der Förderkammer 24. In diesem Fall verformen sich die Druckklappen 39 elastisch in Richtung ihrer Freigabestellung und versetzen die Übergangs-Kompressionskammern 13b, in die die entsprechenden Umleitungsdurchgänge 35 münden, mit dem ersten Volumen 33a in Kommunikation. Dadurch wird ein Teil des in den Übergangs-Kompressionskammern 13b, in die die Umleitungsdurchgänge 35 münden, verdichteten Kältemittels in das erste Volumen 33a gefördert, bevor dieser Teil des Kältemittels bis ins Zentrum der Spiralen gelangt.
  • Diese Anordnungen erlauben, ein Bestreichen der Fläche des Öls, das sich im ersten Volumen 33a angesammelt hat, durch das Kältemittel, ja sogar einen Abtransport eines Teils des Öls, das sich im ersten Volumen 33a angesammelt hat, durch den Fließdurchgang 34, wodurch es zu einem Ansteigen des Ölgehalts im Kältemittel kommt. Im Ergebnis wird ein Teil des Öls, das sich im ersten Volumen 33a angesammelt hat, in Richtung der (auf den Figuren nicht dargestellten) Förderöffnung des Verdichters mit Hilfe des Kältemittels abgeleitet.
  • Die 3 zeigt eine Ausführungsvariante, die sich von der, die auf den 1 und 2 dargestellt ist, einzig und allein dadurch unterscheidet, dass der Hitzeschild 32 einen dritten Abschnitt 32c aufweist, der den zweiten Abschnitt 32b verlängert und sich etwa parallel zur Längsachse des Verdichters erstreckt. Diese Anordnungen erlauben, den Abstand, der den Hitzeschild und den Teller des stationären Spiralgehäuses trennt, zu reduzieren, um den Ausstoß eines Ölnebels durch den Fließdurchgang 34 zu fördern.
  • Es versteht sich von selbst, dass sich die Erfindung nicht auf die hier oben beispielhaft beschriebene eine Ausführungsform dieses Verdichters beschränkt, sondern ganz im Gegenteil alle Ausführungsvarianten umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 6287089 [0006]

Claims (9)

  1. Scroll-Kälteverdichter, der umfasst: – eine dichte Hülle, – ein stationäres Spiralgehäuse (7), das dicht auf einer dichten Hülle befestigt ist, und ein bewegliches Spiralgehäuse (10), das eine kreisbahnförmige Bewegung beschreibt, wobei jedes Spiralgehäuse (7, 10) einen Teller (8, 11) aufweist, ab dem sich eine Spirale erstreckt, wobei die Spiralen des stationären und beweglichen Spiralgehäuses ineinander greifen und Kompressionskammern mit variablem Volumen begrenzen, – eine Förderkammer (24), die durch den Teller (8) des stationären Spiralgehäuses (7) und die dichte Hülle begrenzt ist, – einen plattenförmigen Hitzeschild (32), der in der Förderkammer angeordnet und auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert ist, wobei der Hitzeschild die Förderkammer in ein erstes Volumen (33a), das durch den Teller des stationären Spiralgehäuses begrenzt ist, und in ein zweites Volumen (33b), das durch den Hitzeschild und die dichte Hülle begrenzt ist, teilt, – mindestens einen Fließdurchgang (34), der ausgebildet ist, um das erste und zweite Volumen in Kommunikation zu versetzen, dadurch gekennzeichnet, dass der Fließdurchgang (34) mindestens teilweise von der Innenwand der dichten Hülle und dem peripheren Außenrand des Hitzeschilds begrenzt ist, und dass der Verdichter ferner umfasst: – mindestens einen Umleitungsdurchgang (35), der in den Teller (8) des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet und ausgebildet ist, um das erste Volumen (33a) mit einer Übergangs-Kompressionskammer (13b) in Kommunikation zu versetzen, und – mindestens eine Umleitungsklappe (36), die im ersten Volumen (33a) angeordnet ist und einem Umleitungsdurchgang (35) zugeordnet ist, wobei jede Umleitungsklappe, die einem Umleitungsdurchgang (35) zugeordnet ist, zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung des entsprechenden Umleitungsdurchgangs (35) bewegbar ist und ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Übergangs-Kompressionskammer, in die der entsprechende Umleitungsdurchgang mündet, den Druck in der Förderkammer (24) um einen vorbestimmten Wert überschreitet.
  2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umleitungsklappe (36) auf der Fläche des Tellers (8) des stationären Spiralgehäuses (7) montiert ist, die zum Hitzeschild (32) zeigt.
  3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter mindestens eine Umleitungsklappe umfasst, die in Form einer Lamelle realisiert ist, die zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung des entsprechenden Umleitungsdurchgangs elastisch verformbar ist.
  4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Umleitungsdurchgang (35) ein erstes Ende, das in die entsprechende Übergangs-Kompressionskammer (13b) mündet, und ein zweites Ende, das in das erste Volumen (33a) mündet, umfasst.
  5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umleitungsklappe (36) ausgebildet ist, um das zweite Ende des entsprechenden Umleitungsdurchgangs (35) zu verschließen, wenn sie sich in ihrer Verschlussstellung befindet.
  6. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (8) des stationären Spiralgehäuses (7) eine periphere Außenwand aufweist, die dicht auf der Innenwand der dichten Hülle befestigt ist.
  7. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche des Tellers (8) des stationären Spiralgehäuses (7), die zum Hitzeschild (32) zeigt, mindestens eine von innen nach außen und vom Hitzeschild zum beweglichen Spiralgehäuse (10) geneigte Fläche aufweist und dass mindestens eine Umleitungsklappe auf der geneigten Fläche montiert ist.
  8. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter umfasst: – eine Förderleitung (23), die in den zentralen Abschnitt des Tellers (8) des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet ist, die ein erstes Ende, das in eine zentrale Kompressionskammer (13a) mündet, und ein zweites Ende, das dazu bestimmt ist, mit der Förderkammer (24) in Kommunikation versetzt zu sein, umfasst, – eine Rücklaufsperre (25), die auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses auf Ebene des zweiten Endes der Förderleitung montiert ist, wobei die Rücklaufsperre umfasst – mindestens eine Förderöffnung (27), die ausgebildet ist, um die Förderleitung (23) und die Förderkammer (24) in Kommunikation zu versetzen, – einen Klappensitz (28), der die Förderöffnung umgibt, und – eine zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe auf dem Klappensitz abstützt und die Förderöffnung verschließt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe vom Klappensitz entfernt ist und die Förderöffnung freigibt, bewegbare Druckklappe (29), wobei die Druckklappe ausgebildet ist, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Förderleitung um einen vorbestimmten Wert über dem Druck in der Förderkammer liegt.
  9. Verdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hitzeschild (32) auf dem Teller (8) des stationären Spiralgehäuses derart montiert ist, dass die Förderleitung (23) umschlossen wird.
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