DE4320537A1

DE4320537A1 - Gekapselter Rotationskompressor

Info

Publication number: DE4320537A1
Application number: DE4320537A
Authority: DE
Inventors: Koichi Sato; Susumu Kawaguchi
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1992-06-22
Filing date: 1993-06-21
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2013-06-22
Also published as: CN1031361C; KR970003265B1; ITRM930402A0; AU669830B2; AU4003493A; CN1080979A; KR940000757A; ITRM930402A1; AU659014B2; JPH062678A; US5328344A; DE4320537C2; IT1262365B; AU1235295A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gekapselten Rota tionskompressor, der für eine Kühleinheit einer Kühlvorrich tung oder dergleichen, eine Klimaanlage oder dergleichen ver wendbar ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen gekapselten Rotationskompressor zum Kühlen eines Schmieröls und eines Kompressionselements, die jeweils wäh rend des Betriebs auf eine hohe Temperatur aufgeheizt werden.

Fig. 3 ist eine vertikale Schnittansicht eines herkömmlichen gekapselten Rotationskompressors, wie er in der geprüften ja panischen Patentveröffentlichung (KOKAI)-SHO-63-39798 offen bart ist. Fig. 4 ist eine vertikale Querschnittsansicht des gekapselten Rotationskompressors entlang der Linie A-A in Fig. 3.

In den Fig. 3 und 4 bezeichnet die Bezugsziffer 1 einen abgeschlossenen oder gekapselten Behälter. Der gekapselte Be hälter 1 setzt sich aus drei gekapselten Behälterabschnitten zusammen, nämlich den gekapselten Behälterabschnitten 1a, 1b und 1c. Ein Schmiermittel 4 ist in dem gekapselten Behälter 1 hermetisch gespeichert. Ein elektrisches Antriebselement 2 besteht aus einem Stator 2a und einem Rotor 2b. Ein Kompres sionselement 3 umfaßt als wesentliche Komponenten einen Zy linder 3a, ein Endlager 3b, ein Hauptwellenlager 3c, einen rotierenden Kolben 3d und eine Kurbelwelle 3e, mit der die von dem elektrischen Antriebselement 2 erzeugte Kraft auf das Kompressionselement 3 übertragen wird. Das elektrische An triebselement 2 und das Kompressionselement 3 sind in dem Be hälter 1 eingeschlossen.

Die Bezugsziffer 5 bezeichnet eine Ölversorgungsleitung. Eine wendelförmig verlaufende Ölversorgungsfeder 5a, die in der Ölversorgungsleitung 5 aufgenommen ist, wird durch die Kurbelwelle 3e gedreht, so daß das Schmiermittel 4 dem Kom pressionselement 3 zugeführt wird. Die Bezugsziffer 6 be zeichnet eine Auslaßabdeckung zum Dämpfen einer pulsierenden Druckwelle eines Kältemittelgases, das durch eine Auslaßöff nung 3f abgegeben wird, der durch das Endlager 3b gebildet ist. Die Bezugsziffer 6a bezeichnet eine Kältemittelauslaß öffnung, der durch die Auslaßabdeckung 6 gebildet ist. Die Bezugsziffer 6b bezeichnet eine Vielzahl von Befestigungs schrauben, von denen jede zur Befestigung der Auslaßabdeckung 6 an dem Endlager 3b dient.

Die Bezugsziffer 7 bezeichnet eine Auslaßleitung zur Versor gung eines Ölkühlkondensators 8 mit Kältemittel. Die Bezugs ziffer 9 bezeichnet eine schleifenförmige Ölkühlleitung, de ren unterer Teil in das Schmiermittel 4 eingetaucht ist. Die Bezugsziffer 10 bezeichnet einen gewöhnlichen Kondensator, der in einem Kältemittelkreis angeordnet ist, die Bezugszif fer 11 bezeichnet eine druckmindernde (Regulier-)Einheit, die Bezugsziffer 12 bezeichnet einen Verdampfer und die Be zugsziffer 13 bezeichnet eine Saugleitung. Ferner bezeichnet die Bezugsziffer 14 ein Anschlußteil, durch das das elek trische Antriebselement 2 mit Strom versorgt wird.

Nachfolgend wird eine Betriebsart des herkömmlichen gekapsel ten Rotationskompressors beschrieben, der wie oben beschrie ben aufgebaut ist.

Wenn das Kältemittelgas durch das Kompressionselement 3 ver dichtet ist, wird es in den gekapselten Behälter 1 über die Kältemittelauslaßöffnung 6a der Auslaßabdeckung 6 abgegeben. Danach wird es über die Auslaßleitung 7 dem Ölkühlkondensator 8 zugeführt, in dem die Wärme des Kältemittelgases durch Strahlung abgegeben wird. Anschließend wird das gekühlte Käl temittelgas in die Ölkühlleitung 9 eingeleitet, deren einge tauchter Bereich einen Wärmeaustausch zwischen dem Kältemit tel und dem Schmiermittel 4 in dem Behälter 1 derart durch führt, daß das Schmiermittel 4 gekühlt wird. Das Kältemittel wird beim Durchfließen der Ölkühlleitung 9 wiederum erhitzt, und das erhitzte Kältemittel wird dem Kondensator 10 zuge führt, in dem die Wärme des Kältemittels unter Verflüssigung desselben abgestrahlt wird. Das verflüssigte Kältemittel wird über die druckreduzierende Einheit 11 dem Verdampfer 12 zuge führt, in dem es verdampft, und dann wieder in das Kompressi onselement 3 gesaugt, so daß ein einmaliger Kühlzyklus abge schlossen ist.

Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht eines Ölkühlme chanismus, der für einen herkömmlichen mehrstufigen Öl kühlschraubkompressor, wie er in der ungeprüften japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung UM-SHO-63-82081 offenbart ist, verwendbar ist.

In Fig. 5 bezeichnet die Bezugsziffer 25 Ölabscheider (Ölseparatoren), die Bezugsziffer 26 bezeichnet einen Ölküh ler, und die Bezugsziffer 27 bezeichnet Ölrückführleitungen. Zusätzlich bezeichnet die Bezugsziffer 28 ein Gehäuse. Drei Rotoren 29 sind in dem Gehäuse 28 aufgenommen, und drei Düsen 30 sind derart in dem Gehäuse 28 angeordnet, daß Öl zu den Kompressionskammern der Rotoren 29 während eines Kompressi onsschrittes zurückgeführt werden kann.

Bei dem oben genannt beschriebenen Ölkühlmechanismus wird Öl, wenn es durch die Ölkühler 26 und die Ölrückführleitungen 27 fließt, während des Kompressionsschrittes wegen des vorhan denen Differenzdruckes P₁-P₂ gekühlt, wobei der Auslaßdruck in jedem Ölabscheider 25 durch P₁ und der Druck in einer Kom pressionskammer jedes Rotors 29 während des Kompressions schrittes durch P₂ repräsentiert ist. Nachdem das Öl gekühlt ist, wird es zur Kompressionskammer eines jeden Rotors 29 zu rückgeführt, um das Öl zu komprimieren.

Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht eines Ölkühlme chanismus, der für einen herkömmlichen Luftkühl-Ölversor gungskompressor, wie in der ungeprüften japanischen Patent veröffentlichung HEI-1-300073 offenbart, verwendbar ist.

In Fig. 6 bezeichnet die Bezugsziffer 25 einen Ölabscheider, die Bezugsziffer 26 einen Ölkühler, die Bezugsziffer 31 eine Ölleitung, die Bezugsziffer 32 einen Kühlventilator und die Bezugsziffer 33 einen Hauptkörper des Kompressors.

Bei dem Ölkühlmechanismus, der in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist, wird Öl, das in Hochdruckluft enthalten ist, welche von dem Kompressor 33 abgegeben wird, in dem Öl abscheider 25 von der Luft getrennt. Wenn sich das Öl zuneh mend am Boden des Ölabscheiders 25 ansammelt, wird es an den Ölkühler 26 über die Ölleitung 31 wegen der Anwesenheit eines Differenzdruckes P₃-P₄ abgegeben, wobei der Druck in dem Ölabscheider 25 durch P₃ und der Saugdruck des Kompressors 33 durch P₄ repräsentiert sind. Anschließend wird das Öl durch Rotation des Kühlventilators 32 gekühlt, und kehrt dann zur Saugseite des Kompressors 33 zurück.

Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, ist es eine wesentliche Bedingung für jeden der herkömmlichen gekapselten Rotationskompressoren, daß der Rotationskompressor mit klei nen Abmessungen ausgebildet wird, um das Volumen des Kompres sors zu minimieren. Aus diesem Grund ist es in der Praxis schwierig, einen genügend großen Raum zur Aufnahme der Öl kühlleitung 9 zur Verfügung zu stellen, so daß das Schmier mittel 4 ausreichend gekühlt wird. Beispielsweise für den Fall, daß ein einziges Kompressionselement 3 mit einer Kom pressionskammer, welche ein großes Verdrängungsvolumen auf weist, oder zwei Kompressionselemente, die an entgegengesetz ten Enden des elektrischen Antriebselements 2 angeordnet sind, das eine große Wärmemenge erzeugt, für einen Kompres sor verwendet werden, können die notwendigen Kühleigenschaf ten nicht sichergestellt werden, mit dem Resultat, daß sich die Temperatur des Schmiermittels erhöht und darüber hinaus auch die Temperatur eines jeden Kompressionselements 3 an steigt. Dementsprechend treten ernstzunehmende Fehlfunktionen in der Weise auf, daß die Kühlfähigkeit des Rotationskompres sors infolge der Vorerhitzung des Kältemittelgases vermindert ist, und das Lager infolge der Viskositätsverminderung des Öls ernsthaft beschädigt wird. Dies führt dazu, daß der Rota tionskompressor nicht mehr normal betrieben werden kann.

Die Ölkühleinheit, die für den herkömmlichen mehrstufigen Öl kühl-Schraubkompressor oder den herkömmlichen Luftkühl-Öl versorgungskompressor verwendet wird, umfaßt Mittel zum di rekten Kühlen des Öls in dem Ölkühler 26. Nach Beendigung der Ölkühlung wird das gekühlte Öl zu der Kompressionskammer des Kompressors zurückgeführt. Bei einer derartigen Konstruktion fließt das zu komprimierende Hochdruckkältemittelgas durch die Ölleitung und erreicht die Kompressionskammer des Rotati onskompressors, wenn das Öl wegen irgendwelcher Betriebsbe dingungen oder Umweltbedingungen nicht in einem der Ölab scheider 26 gesammelt werden kann. Dies führt dazu, daß der Kompressionsbetrieb wesentlich verstärkt werden muß, so daß eine unerwünscht große Energiemenge verbraucht wird.

Mit der vorliegenden Erfindung sollen die vorgenannten Pro bleme gelöst werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen gekapselten Rotationskom pressor zur Verfügung zu stellen, der Ölkühlleitungen auf weist, die eine ausreichend hohe Kühlwirksamkeit besitzen, ohne daß eine Notwendigkeit für eine Vergrößerung des Volu mens des Rotationskompressors besteht. Desweiteren soll der gekapselte Rotationskompressor einen Schmiermittelkühlmecha nismus aufweisen, der eine stabile Kühlwirksamkeit bei jeder Betriebsbedingung gewährleistet, ohne daß eine Verringerung der Effizienz infolge eines Rückflusses des Hochdruckkälte mittelgases oder dergleichen auftritt.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung, ist ein gekapselter Rotationskompressor derart aufgebaut, daß das Kältemittelgas, welches von einem Kompressionselement abgege ben wird, durch einen ersten Wärmetauscher strömt, um in einen ersten Ölkühler einzutreten, wobei das von der ersten Ölkühlleitung abgegebene Kältemittelgas durch einen zweiten Wärmetauscher fließt, um in eine zweite Ölkühlleitung einzu treten, und das von dem zweiten Ölkühler abgegebene Kältemit telgas in einen Kältemittelkreis fließt.

Da zwei Ölkühleisungen bei dieser Ausführungsform des Rotati onskompressors an den entgegengesetzten Enden des gekapselten Behälters angeordnet sind, wird die Kühlwirksamkeit des Rota tionskompressors verdoppelt. Darüber hinaus wird auch die Fä higkeit, das in dem gekapselten Behälter enthaltene Schmier mittel zu kühlen, verdoppelt. Da die Temperaturdifferenz zwi schen dem Schmiermittel und dem Kältemittelgas erhöht werden kann, bietet der Rotationskompressor zusätzlich eine ex zellente Wärmetauschwirksamkeit, die sich darin nieder schlägt, daß die Gesamtlänge beider Ölkühlleitungen verkürzt ist. Da die zwei Ölkühlleitungen miteinander in Reihe ge schaltet sind, kann das Schmiermittel durch die zwei Kühllei tungen gekühlt werden, von denen jede eine ausreichend hohe Kühlwirksamkeit aufweist. Somit kann eine Fehlfunktion des Rotationskompressors verhindert und eine unkomplizierte Lei tungsführung sichergestellt werden.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein gekapselter Rotationskompressor derart ausgebildet, daß das von einem Kompressionselement abgegebene Kältemittelgas zu einer Kühl leitung geführt wird, die außerhalb eines gekapselten Behäl ters angeordnet ist, wobei die Kühlleitung und der gekapselte Behälter gleichzeitig durch Rotation eines Ventilators zwangsweise gekühlt werden.

Bei dem gekapselten Rotationskompressor gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung kann, da die Kühlleitung zum Leiten des Kältemittelgases zur Ölkühlleitung durch die Rotation des Ventilators zwangsweise gekühlt wird, das von der Kühlleitung in die Ölkühlleitung fließende Kältemittelgas im wesentlichen auf eine niedrigere Temperatur gekühlt werden, verglichen mit dem Fall, daß das Kältemittelgas durch einen gewöhnlichen Wärmetauscher fließt. Somit wird das Schmiermittel mit hoher Effizienz gekühlt, da die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittelgas und dem auf eine hohe Temperatur aufgeheizten Schmiermittel vergrößert und die Wärmeaustauschrate des Schmiermittels verbessert werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausfüh rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 eine vertikale Schnittansicht eines gekapsel ten Rotationskompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine vertikale Schnittansicht eines gekapsel ten Rotationskompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 eine vertikale Schnittansicht eines herkömmli chen gekapselten Rotationskompressors,

Fig. 4 eine vertikale Querschnittsansicht des Rotati onskompressors entlang der Linie A-A in Fig. 3,

Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines Ölkühl mechanismus, der für einen herkömmlichen mehr stufigen Ölkühl-Schraubkompressor verwendbar ist, und

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines Ölkühl- Mechanismus, der für einen herkömmlichen Luft kühl-Ölversorgungskompressor verwendbar ist.

Fig. 1 ist eine vertikale Schnittansicht eines gekapselten Rotationskompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Dabei werden die gleichen oder ähnli chen Komponenten wie diejenigen des herkömmlichen Rotations kompressors durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Ins besondere bezeichnen die Bezugsziffern 1-14 dieselben Kom ponenten wie bei dem herkömmlichen Rotationskompressor. Somit ist eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten nicht erforderlich.

In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 15 ein rechtes Kom pressionselement, das so ausgelegt ist, daß es von dem elek trischen Antriebselement 2 synchron mit dem linken Kompressi onselement 3 angetrieben wird. Analog zu dem linken Kompres sionselement 3 ist das rechte Kompressionselement 15 aus ei nem Zylinder 15a, einem Endlager 15b, einem Hauptlager 15c, einem rotierenden Kolben 15d und einer Kurbelwelle 15e zusam mengesetzt, mit der die durch das elektrische Antriebselement 2 erzeugte Kraft auf das rechte Kompressionselement 15 über tragen wird. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet eine Auslaßabdec kung zur Dämpfung der pulsierenden Druckwelle eines Kältemit telgases, das über eine Auslaßöffnung, welche in dem Endlager 15b ausgebildet ist, abgegeben wird.

Die Bezugsziffer 16a bezeichnet eine Vielzahl von Befesti gungsschrauben, von denen jede zur Befestigung der Auslaßab deckung 16 an dem Endlager 15b dient. Die Bezugsziffer 17 be zeichnet eine Auslaßleitung, durch die das Kältemittelgas von einer Ölkühlleitung 9 zu einem Ölkühlkondensator 18 geführt wird, und die Bezugsziffer 19 bezeichnet eine schleifenför mige Ölkühlleitung, deren unterer Bereich in das Schmiermit tel 4 in dem gekapselten Behälter 1 eingetaucht ist. Ferner bezeichnet die Bezugsziffer 21 ein Schmiermittelansaugloch, durch das das Schmiermittel dem linken Kompressionselement 3 zugeführt wird, und das Bezugszeichen 22 bezeichnet ein Schmiermittelansaugloch, durch das Schmiermittel 4 dem rech ten Kompressionselement 15 zugeführt wird.

Nachfolgend wird der Betrieb des gekapselten Rotationskom pressors beschrieben, der gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Wenn das Kältemittelgas durch das linke und rechte Kompres sionselement 3, 15 verdichtet ist, wird es über einen Kälte mittelauslaß (nicht dargestellt) an der Auslaßabdeckung 6 bzw. der Auslaßabdeckung 16 in den gekapselten Behälter 1 ab gegeben. Danach wird es von der Auslaßleitung 7 zu einem Öl kühlkondensator 8 geleitet, in dem die Wärme des Kältemittel gases abgestrahlt wird. Anschließend fließt das Kältemittel gas in eine Ölkühlleitung 9, so daß ein Wärmeaustausch zwi schen dem Kältemittel 4 und einem Teil der Ölkühlleitung 9, der in das Schmiermittel 4 eingetaucht ist, erreicht wird, so daß das Schmiermittel 4 gekühlt wird. Eine Reihe von Schrit ten zum Ausführen eines Kühlzyklus sind die gleichen wie die jenigen, die von jedem herkömmlichen, gekapselten Rotations kompressor ausgeführt werden.

Wenn das Kältemittelgas durch die Olkühlleitung 9 fließt, nimmt es Wärme vom Schmiermittel 4 auf. Das durch das Schmiermittel 4 erhitze Kältemittelgas wird über die Auslaß leitung 17 zum zweiten Ölkühlkondensator 18 geführt, in dem die Wärme des Kältemittelgases abgestrahlt wird. Anschließend fließt das Kältemittelgas in die Ölkühlleitung 19, so daß ein Wärmeaustausch zwischen dem Schmiermittel 4 und einem Teil der Ölkühlleitung 19, die in das Schmiermittel 4 eingetaucht ist, erreicht wird. Dabei wird das Schmiermittel 4 wiederum gekühlt.

Das bei seinem Durchfluß durch die Ölkühlleitung 19 wiederum erhitzte Kältemittelgas wird zu einem Kondensator 10 gelei tet, in dem die Wärme des Kältemittelgases unter Verflüssi gung desselben abgestrahlt wird. Das verflüssigte Kältemittel wird über die druckmindernde Einheit 11 zu einem Verdampfer 12 geleitet, in dem es verdampft. Danach wird das Kältemit telgas über Saugleitungen 13 und 20 in die Kompressionsele mente 3 und 15 eingeleitet, so daß ein einmaliger Kühlzyklus abgeschlossen ist. Dieser Kühlzyklus wird wiederholt.

Da der gekapselte Rotationskompressor, der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist, mit einem Paar von Ölkühlleitungen 9 und 19 ausgestattet ist, wird die Kühl wirksamkeit des Rotationskompressors verdoppelt. Darüber hin aus wird die Fähigkeit zur Kühlung des Schmiermittels in dem gekapselten Behälter 1 ebenfalls verdoppelt. Da die Tempera turdifferenz zwischen dem Schmiermittel und dem Kältemittel gas vergrößert werden kann, verglichen mit dem Fall, daß eine der Ölkühlleitungen 9 und 19 verlängert ist, zeigt der Rota tionskompressor zusätzlich eine exzellente Wärmeaustausch wirksamkeit. Dies führt dazu, daß die Gesamtlänge beider Öl kühlleitungen 9 und 19 verkürzt werden kann.

Das in der oben beschriebenen Weise gekühlte Schmiermittel 4 wird über die Sauglöcher 21 und 22 zu den Kompressionselemen ten 3 und 15 geführt, so daß es zur Kühlung von relevanten Komponenten verwendet wird und zusätzlich als Abdichtmittel für gleitende Teile im Rotationskompressor dient.

Diese vorliegende Ausführungsform veranschaulicht den Fall, daß der Ölkühlkondensator 8 zwischen der Abgabeleitung 7 und der Ölkühlleitung 9, und der Ölkondensator 18 zwischen der Abgabeleitung 17 und der Ölkühlleitung 19 angeordnet sind. Alternativ kann die Erfindung mit den gleichen vorteilhaften Wirkungen in Kombination mit einer zwangsweisen Luftkühlung durchgeführt werden, die durch Rotation eines Ventilators er reicht wird, der an der Position entsprechend einer der Öl kühlkondensatoren 8 und 18 angeordnet ist, wobei auch einer der Ölkühlkondensatoren 8 und 18 bei dem Rotationskompressor abgebaut werden kann.

Insbesondere kann mit dem gekapselten Rotationskompressor ge mäß der ersten Ausführungsform der Erfindung das Schmiermit tel mit einer ausreichend hohen Kühlwirksamkeit gekühlt wer den, ohne daß das Leitungsnetz kompliziert aufgebaut ist, da die zwei Ölkühlleitungen 9 und 19 miteinander in Reihe ge schaltet sind.

Fig. 2 ist eine vertikale Schnittansicht eines gekapselten Rotationskompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Auch hierbei werden gleiche oder ähnliche Kompo nenten durch die gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Insbeson dere bezeichnen die Bezugsziffern 1 bis 7 und 9 bis 14 die gleichen Komponenten wie diejenen des herkömmlichen Rotati onskompressors. Somit ist eine wiederholte Beschreibung die ser Komponenten nicht nötig.

In Fig. 2 bezeichnet die Bezugsziffer 23 eine Kühlleitung, die dazu dient, das von einer Auslaßleitung 7 abgegebene Käl temittelgas zu einer Ölkühlleitung zu führen. Die Bezugszif fer 24 bezeichnet einen Ventilator zur gleichzeitigen zwangs weisen Kühlung des gekapselten Behälters 1 und der Kühllei tung 23 mit einem Luftstrom.

Nachfolgend wird der Betrieb des gekapselten Rotationskom pressors, der gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist, beschrieben.

Der Betrieb des Rotationskompressors ist analog demjenigen eines herkömmlichen Rotationskompressors mit der Ausnahme, daß die Kühlleitung 23 den Ölkühlkondensator 8 ersetzt und daß der Ventilator 24 zum Zweck der gleichzeitigen zwangswei sen Kühlung des gekapselten Behälters 1 und der Kühlleitung 23 angeordnet ist. Wenn das Kältemittelgas durch die Kühllei tung 23 strömt, wird es zwangsweise mit einem Luftstrom ge kühlt, so daß seine Temperatur ausreichend gesenkt werden kann. Nachdem es ausreichend gekühlt ist, wird es zur Ölkühl leitung 9 geführt, um das Schmiermittel 4 zu kühlen, das sei nerseits in das Kompressionselement 3 gesaugt wird, um dessen relevante Komponenten zu kühlen.

Bei dem Rotationskompressor gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung kann, da die Kühlleitung 7 zum Zuführen des Kältemittelgases zur Ölkühlleitung 9 durch Rotation des Ven tilators 24 zwangsweise gekühlt wird, das Kältemittelgas, welches von der Kühlleitung 7 zur Ölkühlleitung 9 fließt, auf eine viel niedrigere Temperatur gekühlt werden, als dies der Fall wäre, wenn es durch einen gewöhnlichen Wärmetauscher fließen würde. Darüber hinaus kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittelgas und dem Schmiermittel 4 vergrö ßert werden, was dazu führt, daß die Wärmeaustauschwirksam keit wesentlich erhöht wird. Demgemäß wird das Schmiermittel 4 wirksam gekühlt.

Das Verfahren der zwangsweisen Kühlung des ganzen, gekapsel ten Behälters 1 durch Rotation des Ventilators 24 ist bekannt als typisches Verfahren zur Kühlung des Schmiermittels 4 und des Kompressionselements 3. Bei diesem Verfahren wird gewöhn lich derart vorgegangen, daß ein Schalter für den Ventilator 24 betätigt wird, wenn die Umgebungstemperatur des Rotations kompressors eine vorbestimmte Temperatur erreicht. Da der Ro tationskompressor in der Weise ausgebildet ist, daß ein gleichzeitiges zwangsweises Kühlen des gekapselten Behälters 1 und der Kühlleitung 7 zum Zuführen des Kältemittelgases zur Ölkühlleitung 9 mit Strömungsluft möglich ist, kann bei die ser Ausführungsform jedoch die Kühlwirksamkeit bei gleichem Volumen von durchgeblasener Luft erhöht werden, verglichen mit dem Fall, daß lediglich der gekapselte Behälter 1 zwangs weise mit durchgeblasener Luft gekühlt wird.

Dies führt dazu, daß die Temperatur für das Anschalten des Ventilators 24 auf eine niedrigere Temperatur festgesetzt werden kann. Mit anderen Worten, für den Fall, daß der Rota tionskompressor unter den gleichen Umgebungsbedingungen ar beitet, kann die Betriebsgeschwindigkeit des Ventilators 24 auf einen sehr viel niedrigeren Wert gesetzt werden, als dies der Fall wäre, wenn lediglich der gekapselte Behälter 1 zwangsweise mit durchgeblasener Luft gekühlt würde. Dies führt dazu, daß der Ventilator 24 über längere Zeit verwend bar ist.

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung deutlich wird, be steht ein wesentliches Merkmal des gekapselten Rotationskom pressors, der gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, gemäß Fig. 1, ausgebildet ist, darin, daß die Ölkühlleitun gen 9 und 19 in der Nähe der zwei Kompressionselemente 3 und 15 angeordnet sind, die an den entgegengesetzten Enden des gekapselten Behälters 1 positioniert sind, wobei das elektri sche Antriebselement 2 dazwischen angeordnet ist. Demgemäß ist der Rotationskompressor, der in der oben beschriebenen Weise ausgebildet ist, gemäß einem ersten Aspekt der Erfin dung und wie in Anspruch 1 definiert, vorgesehen.

Da die Ölkühlleitungen 9 und 19 an den entgegengesetzten En den des gekapselten Behälters 1 angeordnet sind, kann die Kühlwirksamkeit des Rotationskompressors verdoppelt werden. Darüber hinaus kann die Fähigkeit des Rotationskompressors, das hermetisch in dem gekapselten Behälter 1 gespeicherte Schmiermittel zu kühlen, ebenfalls verdoppelt werden. Da die Temperaturdifferenz zwischen dem Schmiermittel und dem Kälte mittelgas im Vergleich mit dem Fall, daß die Länge von einer der beiden Ölkühlleitungen 9 und 19 vergrößert wird, eben falls vergrößert werden kann, kann die Wärmeaustauschwirksam keit des Rotationskompressors verbessert werden. Somit kann die Gesamtlänge beider Ölkühlleitungen 9 und 19 verringert werden.

Da die Ölkühlleitungen 9 und 19 in der Nähe der zwei Kompres sionselemente 3 und 15 angeordnet sind, kann das in die Kom pressionselemente 3 und 15 gesaugte Schmiermittel 4 wirksam gekühlt werden. Somit besteht keine Gefahr einer Fehlfunktion in der Weise, daß die Temperatur des Schmiermittels, das in eines der Kompressionselemente 3 und 15 gesaugt wird, welches an der einen Seite angeordnet ist, an der eine der Ölkühllei tungen 9 und 19 nicht positioniert ist, nicht auf eine ge wünschte Temperatur gesenkt werden kann. Dies würde auftre ten, wenn eine Ölkühlleitung nur an einer Seite des gekapsel ten Behälters 1 angeordnet ist.

Beispielsweise für den Fall, daß die Erfindung auf einen Ro tationskompressor angewandt wird, der eine große Wärmemenge erzeugt, wie der Rotationskompressor mit den zwei Kompressi onselementen 3 und 15 an den gegenüberliegenden Enden des elektrischen Antriebselements 2, kann eine ausreichend hohe Kühlwirksamkeit erzielt werden, wobei nicht nur eine Erhöhung der Schmiermitteltemperatur, sondern auch eine Erhöhung der Temperatur der Kompressionselemente 3 und 15 verhindert wer den kann. Die Erfindung schafft somit einen gekapselten Rota tionskompressor, der eine exzellente Leistungsfähigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit bei reduziertem Platzbedarf für den Einbau aufweist, während eine ernsthafte Fehlfunktion, wie die Verminderung der Kühlfähigkeit infolge der vorherigen Aufheizung des angesaugten Kältemittelgases, eine Beschädi gung des Lagers infolge der Reduktion der Viskosität des Schmiermittels oder dergleichen, vermieden wird.

Der gekapselte Rotationskompressor gemäß der ersten Ausfüh rungsform der Erfindung, gemäß Fig. 1, ist derart ausgebil det, daß ein elektrisches Antriebselement 2 und zwei Kompres sionselemente 3 und 15, die an den entgegengesetzten Enden des letzteren angeordnet sind, in einem gekapselten Behälter 1 aufgenommen sind, daß Ölkühlleitungen 9 und 19 in der Nähe der zwei Kompressionselemente 3 und 15 angeordnet sind, so daß das Kältemittelgas, welches von dem Kompressionselement 3 abgegeben wird, durch einen Ölkühlkondensator 8 fließt, der als erster Wärmetauscher dient, um in eine erste Ölkühllei tung 9 einzutreten, wobei das von der ersten Ölkühlleitung 9 abgegebene Kältemittelgas durch einen Ölkühlkondensator 18 fließt, der als zweiter Wärmetauscher dient, um in die zweite Ölkühlleitung 19 einzutreten, und das von der zweiten Ölkühl leitung 19 abgegebene Kältemittelgas durch einen Kühlkreis lauf fließt, der aus einem Kondensator 10, einer druckmin dernden Einheit 11 und einem Verdampfer 12 besteht.

Da bei dieser Konstruktion zwei Wärmetauscher, bestehend aus den zwei Ölkühlleitungen 9 und 19 und den zwei Ölkühlkonden satoren 8 und 18 miteinander in Reihe geschaltet sind, kann das Rohrnetz einfach gehalten werden, verglichen mit dem Fall, daß sie miteinander parallel geschaltet sind. Zusätz lich kann der Rotationskompressor das Schmiermittel 4 mit ei ner ausreichend hohen Kühlwirksamkeit kühlen.

Ferner ist der gekapselte Rotationskompressor gemäß der zwei ten Ausführungsform der Erfindung, gemäß Fig. 2 derart aus gebildet, daß ein elektrisches Antriebselement 2 und ein Kom pressionselement 3 in einem gekapselten Behälter 1 aufgenom men sind und eine Ölkühlleitung 9 in der Nähe des Kompressi onselements 3 derart angeordnet ist, daß das von dem Kompres sionselement 3 abgegebene Kältemittelgas zu einer Kühlleitung 23 geführt wird, die außerhalb des gekapselten Behälters 1 angeordnet ist. Dabei wird eine simultane zwangsweise Kühlung des gekapselten Behälters 1 und der Kühlleitung 23 durch Ro tation eines Ventilators 24 erreicht, der geeignet ist, den gekapselten Behälter 1 zwangsweise zu kühlen. Danach wird das gekühlte Kältemittelgas zu der Ölkühlleitung 9 geleitet.

Da bei dieser Konstruktion der gekapselte Behälter 1 und die zur Leitung des Kühlmittelgases zur Ölkühlleitung 9 bestimmte Kühlleitung 23 gleichzeitig zwangsweise mit durchgeblasener Luft durch die Rotation des Ventilators 24 gekühlt werden, kann mit dieser Konstruktion die Temperatur des Kältemittel gases, das in der Ölkühlleitung 9 fließt, gesenkt und die Temperaturdifferenz zwischen dem Kältemittelgas und dem Schmiermittel 4 erhöht werden, so daß das Schmiermittel 4 mit hoher Wirksamkeit gekühlt werden kann. Da die Wärmeaus tauschrate des Rotationskompressors wesentlich verbessert werden kann, verglichen mit einem Verfahren zur Kühlung des Schmiermittels 4 lediglich durch zwangsweises Kühlen des ge kapselten Behälters 1 durch Rotation des Ventilators 24, kann die Zeit, in der ein Schalter des Ventilators 24 zum Zweck der Kühlung basierend auf der vorliegenden Umgebungstempera tur betätigt werden muß, verkürzt werden. Dies führt dazu, daß die Betriebsrate des Ventilators reduziert wird. Darüber hinaus kann die Lebensdauer des Ventilators 24 wesentlich verlängert werden.

Da nicht das Schmiermittel direkt als zu kühlendes Medium ge kühlt wird, sondern das Kältemittelgas, so daß das Schmier mittel durch das gekühlte Kältemittelgas gekühlt werden kann, treten keine Fehlfunktionen in der Weise auf, daß das von dem Kompressionselement 3 abgegebene Kältemittel zu der Ansaug seite des letzteren unter irgendeiner Betriebsbedingung zu rückfließt. Somit besteht keine Gefahr, daß das Schmiermittel in die Verdichtungsleitung eintritt, was zu einer Erhöhung der Leistung und einem unnötig hohen Energieverbrauch führen würde.

Es soll angemerkt werden, daß beide Ölkühlleitungen 9 und 19, die in der Nähe der zwei Kompressionselemente 3 und 15 zur Kühlung des in dem gekapselten Behälters 1 gespeicherten Schmiermittels 4 angeordnet sind, in einer im wesentlichen U- förmigen Gestalt ausgeführt sind, wobei jeweils ein Teil da von in ein Bad des Schmiermittels 4 eingetaucht ist, um die ses zu kühlen, wenn das Kältemittelgas durch die Ölkühllei tungen fließt. Jedoch ist bei der Realisierung der Erfindung die Gestalt jeder Ölkühlleitung 9 und 19, die in das Schmier mittel 4 einzutauchen ist, nicht auf eine spezielle Ausfüh rungsform beschränkt. Jede Form ist akzeptabel, solange ein Wärmeaustausch mit hoher Wirksamkeit durchgeführt werden kann.

Die Ölkühlkondensatoren 8 und 18 werden als erste und zweite Wärmetauscher für den Rotationskompressor verwendet, der ge mäß der ersten Ausführungsform der Erfindung aufgebaut ist. Es ist jedoch jede Art von Wärmetauscher akzeptabel, mit der ein ausreichender Wärmeaustausch erreicht und die Erfindung ausgeführt werden kann.

Wie aus der oben genannten Beschreibung deutlich wird, ist gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung der gekapselte Rota tionskompressor derart ausgebildet, daß ein elektrisches An triebselement und zwei Kompressionselemente, die an den ent gegengesetzten Enden des letzteren angeordnet sind, in einem gekapselten Behälter aufgenommen sind, und daß zwei Ölkühl leitungen in der Nähe der Kompressionselemente angeordnet sind, um das hermetisch in den gekapselten Behälter gespei cherte Schmiermittel zu kühlen.

Da die Ölkühlleitungen in der Nähe der zwei Kompressionsele mente zum Kühlen des im gekapselten Behälter gespeicherten Schmiermittels angeordnet sind, kann die Kühlleistung der Öl kühlleitungen verdoppelt werden, ohne daß eine Notwendigkeit zur Vergrößerung des Durchmessers des gekapselten Behälters besteht. Darüber hinaus kann die Kühlfähigkeit des hermetisch im gekapselten Behälter gespeicherten Schmiermittels eben falls verdoppelt werden. Da die Temperaturdifferenz zwischen dem Schmiermittel und dem Kältemittel vergrößert werden kann, verglichen mit dem Fall, daß die Länge einer einzigen Ölkühl leitung vergrößert wird, kann die Wärmeaustauschwirksamkeit verbessert werden, was zu einer Verkürzung der Gesamtlänge beider Ölkühlleitungen führt.

Wenn die Erfindung auf einen gekapselten Rotationskompressor mit zwei Kompressionselementen an den entgegengesetzten Enden eines elektrischen Antriebselements angewandt wird, das eine große Wärmemenge erzeugt, kann bei dem Rotationskompressor eine ausreichend hohe Kühlwirksamkeit festgestellt werden, wobei nicht nur eine Erhöhung der Temperatur des Schmiermit tels, sondern auch eine Erhöhung der Temperatur der Kompres sionselemente verhindert wird. Ein Auftreten von ernsten Fehlfunktionen, d. h. eine Verminderung der Kühlfähigkeit in folge von vorheriger Erwärmung des eingesaugten Kältemittel gases oder einer Beschädigung eines Lagers infolge der Ver minderung der Viskosität des Schmiermittels, kann ebenfalls vermieden werden. Demgemäß wird mit der Erfindung ein gekap selter Rotationskompressor geschaffen, der eine hohe Lei stungsfähigkeit und eine hohe Zuverlässigkeit bei verminder tem Platzbedarf für die Montage aufweist.

Das von den Kompressionselementen abgegebene Kältemittelgas strömt durch einen ersten Wärmetauscher, um in eine erste Öl kühlleitung einzutreten. Das vom ersten Ölkühler abgegebene Kältemittelgas fließt durch einen zweiten Wärmetauscher, um in eine zweite Ölkühlleitung einzutreten. Und das von der zweiten Ölkühlleitung abgegebene Kältemittelgas fließt zu ei nem Kältemittelkreis. Da die zwei Wärmetauscher, die aus zwei Ölkühlleitungen und zwei Ölkühlkondensatoren zusammengesetzt sind, miteinander in Reihe geschaltet sind, kann das Lei tungsnetz einfach gehalten werden, verglichen mit dem Fall, daß sie miteinander parallel geschaltet sind. Zusätzlich kann das Kältemittel mit ausreichend hoher Kühlwirksamkeit gekühlt werden.

Bei dem gekapselten Rotationskompressor, der gemäß dem zwei ten Aspekt der Erfindung aufgebaut ist, sind ein elektrisch angetriebenes Element und ein Kompressionselement in einem gekapselten Behälter aufgenommen, und eine Ölkühlleitung ist in Nähe des Kompressionselements derart angeordnet, daß das von dem Kompressionselement abgegebene Kältemittelgas zu ei ner Kühlleitung geführt wird, die außerhalb des gekapselten Behälters angeordnet ist. Damit wird eine simultane zwangs weise Luftkühlung für den gekapselten Behälter und die Kühl leitung durch Rotation eines Ventilators erreicht, der zur zwangsweisen Kühlung des gekapselten Behälters geeignet ist. Danach wird das Kältemittelgas zu der Ölkühlleitung geführt.

Da bei dieser Konstruktion der gekapselte Behälter und die Kühlleitung für die Zuführung des Kältemittelgases zur Öl kühlleitung simultan und zwangsweise durch Rotation des Venti lators gekühlt werden, kann die Temperatur des Kältemittel gases, welches in der Ölkühlleitung fließt, gesenkt werden. Darüber hinaus kann die Temperaturdifferenz zwischen dem Käl temittelgas und dem Schmiermittel vergrößert werden, was dazu führt, daß das Schmiermittel mit hoher Wirksamkeit gekühlt wird. Da eine Wärmeaustauschrate des Rotationskompressors, verglichen mit einem Verfahren zum Kühlen des Schmiermittels lediglich durch zwangsweises Kühlen des gekapselten Behälters mit durchzublasender Luft durch Rotation des Ventilators, we sentlich verbessert werden kann, kann zusätzlich die Zeit spanne für die ein Schalter für den Ventilator auf der Basis der vorliegenden Umgebungstemperatur eingeschaltet ist, ver kürzt werden.

Damit werden die Betriebsrate des Ventilators gesenkt und die Lebensdauer des Ventilators verlängert. Da weiterhin das Schmiermittel nicht direkt als zu kühlendes Medium gekühlt wird, sondern das Kältemittelgas, wobei das Schmiermittel wiederum durch das gekühlte Kältemittelgas gekühlt wird, tritt keine Fehlfunktion in der Weise auf, daß nach Abgabe des Kältemittelgases vom Kompressionselement dieses bei ir gendeiner Betriebsbedingung zur Ansaugseite des Kompressions elementes zurückfließt, was einer nutzlosen Energieverschwen dung gleichkommen würde.

Claims

1. Gekapselter Rotationskompressor mit einem elektrischen Antriebselement (2, 2a, 2b), gekennzeichnet durch
zwei Kompressionselemente (3a-3e, 3; 15a-15e, 15) zum Verdichten eines Kältemittelgases, wobei die Kom pressionselemente (3a-3e, 3; 15a-15e, 15) an den entgegengesetzten Enden des Antriebselements (2, 2a, 2b) angeordnet sind;
einen gekapselten Behälter (1a-1c, 1) zum Aufnehmen des elektrischen Antriebselements (2, 2a, 2b), der Kom pressionselemente (3a-3e, 3; 15a-15e, 15) und eines Schmiermittelöles (4); und
erste und zweite Ölkühlleitungen (9, 19) zum Kühlen des Schmiermittelöls (4), das in dem gekapselten Behälter (1a-1c, 1) gespeichert ist,
wobei das von einem der Kompressionselemente (3a-3e, 3) abgegebene Kältemittelgas durch einen ersten Wärme tauscher (8) fließt, um in die erste Ölkühlleitung (9) einzutreten, das von der ersten Ölkühlleitung (9) abge gebene Kältemittelgas durch einen zweiten Wärmetauscher (18) fließt, um in eine zweite Ölkühlleitung (19) einzu treten, und das von der zweiten Ölkühlleitung (19) abge gebene Kältemittelgas in einen Kältemittelkreis (10, 11, 12) fließt.

2. Rotationskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die erste und zweite Ölkühlleitung (9, 19) schleifen förmig ausgebildet sind und ihr jeweils unterer Bereich in das Schmiermittelöl (4) eingetaucht ist.

3. Rotationskompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiermittelansaugloch (21; 22) für jedes der Kompressionselemente (3a-3e, 3; 15a-15e, 15) zur Zu führung des Schmiermittelöls (4) vorgesehen ist.

4. Gekapselter Rotationskompressor mit einem elektrischen Antriebselement (2a, 2b, 2),
gekennzeichnet durch
ein Kompressionselement (3a-3e, 3) zum Verdichten des Kältemittelgases,
einen gekapselten Behälter (1) zur Aufnahme des elektri schen Antriebselements (2, 2a, 2b), des Kompressionsele ments (3a-3e, 3) und eines Schmiermittelöls (4),
eine Ölkühlleitung (9) zum Kühlen des in dem gekapselten Behälter (1) gespeicherten Schmiermittelöls (4), wobei die Ölkühlleitung (9) in der Nähe des Kompressionsele ments (3a-3e, 3) in dem gekapselten Behälter (1) ange ordnet ist und
wobei das von dem Kompressionselement (3a-3e, 3) abge gebene Kältemittelgas zu einer Kühlleitung (23) geführt ist, die außerhalb des gekapselten Behälters (1) ange ordnet ist, und das Kältemittelgas zu der Ölkühlleitung (9) geleitet wird, nachdem ein zwangsweises Kühlen des gekapselten Behälters (1) und der Kühlleitung (23) durch Rotation eines Ventilators (24), der zur zwangsweisen Kühlung des gekapselten Behälters (1) geeignet ist, er folgt ist.

5. Rotationskompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ölkühlleitung (9) schleifenförmig ausgebildet ist und ihr unterer Bereich in das Schmiermittelöl (4) eingetaucht ist.

6. Rotationskompressor nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmiermittelansaugloch (21) für das Kompressi onselement (3a-3e, 3) zur Zuführung des Schmiermittel öls (4) vorgesehen ist.