EP1991779A1 - Linearverdichter mit gasdruckfederung - Google Patents

Linearverdichter mit gasdruckfederung

Info

Publication number
EP1991779A1
EP1991779A1 EP07703952A EP07703952A EP1991779A1 EP 1991779 A1 EP1991779 A1 EP 1991779A1 EP 07703952 A EP07703952 A EP 07703952A EP 07703952 A EP07703952 A EP 07703952A EP 1991779 A1 EP1991779 A1 EP 1991779A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
piston
compressor
compressor piston
movement
reciprocating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07703952A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jan-Grigor Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BSH Hausgeraete GmbH
Original Assignee
BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH filed Critical BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Publication of EP1991779A1 publication Critical patent/EP1991779A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B35/00—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for
    • F04B35/04—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric
    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids

Definitions

  • the invention relates to a refrigeration device, in particular a refrigerator and / or freezer or an air conditioner, comprising a refrigerator and a linear compressor, the linear compressor having a piston housing and a compressor piston reciprocating along an axis and an intermediate storage means for the kinetic energy of the back and her movable compressor piston, a linear compressor for a refrigeration device and a method for compressing a gas and a method for cooling goods.
  • the compressor piston reciprocating along an axis between first and second reverse points must be supported in a direction transverse to the axis.
  • the kinetic energy of the reciprocating compressor piston at the reversal points i. at the points at which reverses the direction of movement of the compressor piston, are temporarily stored in order to allow the least loss possible reversal of the direction of movement of the compressor piston.
  • spring arrangements known in which diaphragm springs are supported by one or more coil springs or coil spring assemblies.
  • spring arrangements are constructed comparatively complicated and thus expensive to manufacture and assembly. If the spring force of the springs decreases over time, or if the spring forces of the individual springs are unbalanced, friction can arise between the compressor piston and the piston housing, which degrades the efficiency of the linear compressor or the refrigerating machine and leads to more energy consumption.
  • the refrigerator according to the invention in particular a refrigerator and / or freezer or air conditioning, preferably an air conditioning system for motor vehicles, comprising a refrigerator and a linear compressor, the linear compressor having a piston housing and a piston reciprocable therein along an axis and a buffer storage means for the kinetic energy of the reciprocating compressor piston, wherein the kinetic energy of the compressor piston with the temporary storage means during the reciprocating motion is temporarily stored by compression of a gaseous fluid.
  • a second fluid in particular a refrigerant, is compressed in order to be able to produce cold with a downstream evaporation stage.
  • the second fluid is compressed by movement of the compressor piston in the piston housing.
  • the second fluid may also be the gaseous fluid used for caching.
  • the movement of the compressor piston takes place essentially along an axis.
  • the compressor piston oscillates between two reversal points, where it briefly comes to rest to change its direction of movement. At the reversal points, a forward movement is transformed into a movement.
  • the kinetic energy lying in the movement of the compressor piston is temporarily stored in the form of potential energy.
  • a total energy in the movement of the compressor piston which is composed of the kinetic energy of the compressor piston and the potential energy stored in the latching means, remains substantially constant.
  • the intermediate storage means in particular, the kinetic energy of the compressor piston is received shortly before a reversal point and, after reversal of the direction of movement, substantially completely discharged again to the compressor piston.
  • the goal is pursued to convert the mechanical energy applied by a drive almost completely in work on the fluid to be compressed; In particular, the drive should not take over a braking function for the compressor piston.
  • the gas to be compressed is located, in particular, in a closed volume, on which a piston acts in a reducing manner.
  • the pressure in the fluid increases.
  • a pressure is achieved which is greater, preferably greater by 1 bar to 10 bar, particularly preferably by 2 bar to 7 bar, than a pressure which can be generated on a pressure side of the linear compressor.
  • an uncontrolled striking of the compressor piston can be avoided at a stop or on a valve plate of the linear compressor, whereby wear is reduced and energy for the operation of the refrigerator is saved.
  • the temporary storage means may be formed by a guest compression spring.
  • the intermediate storage means preferably absorbs at least 90%, in particular at least 95%, preferably at least 99%, of the kinetic energy which lies in the movement of the compressor piston before a reversal point. Subsequently, the intermediate storage means at least 88%, in particular at least 97% of this energy back to the compressor piston, whereby the slowed down from the forward movement and come to rest at the reversal compressor piston is accelerated again during its movement.
  • the gaseous fluid may be identical to or different from a second fluid compressed by the linear compressor.
  • the gaseous fluid may be, for example, a refrigerant compressed by the linear compressor.
  • any gas can be used in the caching.
  • air could be used in a pneumatic spring.
  • the means comprises a compression chamber formed by the piston housing and the compressor piston, in particular in the case of and / or closable by the reciprocating movement of the compressor piston.
  • the compression chamber can be closed by the compressor piston itself, but it can also be closed by means of valves.
  • the compression chamber can be formed by a dead space in the piston housing.
  • the dead space is through walls of the compressor housing and a head side of the compressor piston.
  • no valves are required to cause interim compression of the gaseous fluid in the dead space because the compressor piston compresses the gaseous fluid in the dead space.
  • the compression chamber has valves which are actuated, ie opened or closed, in the correct phase during the reciprocating movement of the compressor piston.
  • the means comprises a valve which closes before the direction of movement of the compressor piston reverses and re-opens after the direction of movement of the compressor piston has reversed.
  • the valve opens and closes at least once per cycle.
  • the valve closes during a forward movement and opens during a movement immediately following the forward movement.
  • the valve closes during a forward movement within a distance of 50% of the reciprocating piston stroke before a reversal point of the compressor piston, in particular within a distance of 20% of the piston stroke before a reversal point of the compressor piston, in particular within 10% of Piston strokes before the reversal point of the compressor piston.
  • the compressor piston is decelerated until it stops at a turning point.
  • the valve opens during a movement within a distance of 50% of the reciprocating piston stroke to a reversal point of the compressor piston, in particular within a distance of 20% of the piston stroke to a reversal point of the compressor piston, in particular within 10% of the piston stroke after the reversal point of the compressor piston.
  • the compressor piston is accelerated back to its original speed, wherein the buffering means emits the energy stored in it back to the compressor piston.
  • the compressor piston is guided in the piston housing by means of a housing wall having openings and a gaseous fluid flowing through the openings, in particular a coolant.
  • a gaseous fluid flowing through the openings in particular a coolant.
  • Such guides can work oil-free. With the help of this guide, the compressor piston in the radial direction, ie in a direction transverse to the axis, stored. Due to the fluid flowing through the openings, a gas cushion is generated in front of the housing wall, through which the compressor piston is mounted without contact in the piston housing.
  • a buffering means is provided at both reversal points of the compressor piston, wherein advantageously the kinetic energy of the compressor piston with the buffering means during the reciprocating motion can be temporarily stored by compressing a gaseous fluid.
  • the kinetic energy is stored at the one reversal point by compression of the gaseous fluid, while at the other reversal point, the kinetic energy by means of a spring or a spring assembly, in particular by means of a metallic spring or a metallic spring package, is cached.
  • the intermediate storage means may also comprise an elastic element, in particular a spring, preferably a diaphragm spring or a diaphragm spring packet, of composite material.
  • a composite is a construction material consisting of two or more different materials, e.g. Fibers, plastic, metal, ceramics. In this case, at least one component, for example fibers, are incorporated into the basic structure, a so-called matrix.
  • CFRP Carbon fiber reinforced plastics
  • GRP glass fiber reinforced plastics
  • TiGr composite i. a compound of titanium, graphite and epoxy resin, as well as certain polyaramides, especially Polyphenylenterephthalami- de (known under the brand name Kevlar), and others are used.
  • the kinetic energy of the compressor piston for the reversal of the direction of motion can be reliably stored, so that a reliable and energy-saving operation of the refrigeration device is possible.
  • the linear compressor according to the invention is particularly suitable and intended for the refrigeration device according to the invention and has a piston housing and a piston reciprocating along an axis thereof and a buffer storage means for the Kinetic energy of the reciprocating compressor piston, wherein the kinetic energy of the compressor piston with the latching means during the reciprocating motion is temporarily stored by compressing a gaseous fluid.
  • the means may comprise a compression chamber, in particular a dead space, formed by the piston housing and a head surface of the compressor piston, in particular closable by the reciprocating movement.
  • the means preferably has a valve which closes before the direction of movement of the compressor piston reverses and reopens after the direction of movement of the compressor piston has reversed.
  • the valve may during a forward movement within a distance of 50% of the reciprocating piston stroke before a reversal point of the compressor piston, in particular within a distance of 20% of the piston stroke before a reversal point of the compressor piston, in particular within 10% of the piston stroke before the reversal point of the compressor piston, close.
  • the valve may return to a point of reversal of the compressor piston, in particular within a distance of 20% of the piston stroke after a point of reversal of the compressor piston, in particular within 10% of the piston stroke after the piston stroke Reversal point of the compressor piston, open.
  • a head side of the compressor piston by a distance of at least 5%, in particular by at least 10%, preferably by at least
  • the compressor piston can be guided in the piston housing by means of a housing wall having openings and a gaseous fluid flowing through the openings, in particular a coolant.
  • the linear compressor has, in particular at two reversal points of the compressor piston on a temporary storage means.
  • the inventive method for compressing a gas by means of a refrigerator comprising a linear compressor, wherein the linear compressor comprises a piston housing and a piston reciprocating therein along an axis, provides that a predominant part of the kinetic energy of the reciprocating compressor piston, in particular more than 90%, preferably more than 95%, in particular preferably substantially complete, is temporarily stored by means of a gas cushion in order to bring about a reversal of the direction of movement of the reciprocating compressor piston.
  • a gaseous fluid is compressed by the movement of the compressor piston, whereby the compressor piston is decelerated and comes to a standstill. Subsequently, the energy stored in the compression is reused to move the compressor piston in the opposite direction, i. in preparation to accelerate to the amount of original velocity so that the energy stored in the form of potential energy is converted back to kinetic energy.
  • the reversal of the direction of travel can be accomplished essentially without the aid of the drive, i. drive-free.
  • the gas cushion may be generated by compressing the gaseous fluid.
  • the gaseous fluid is in particular a refrigerant for a refrigeration device.
  • the gas cushion may also be formed by compressing another gas, in particular air.
  • the gas cushion is advantageously formed by a compressed with the compressor piston itself gaseous fluid.
  • the gas cushion is formed by enclosing an inner space by the piston housing and the compressor piston and closing it just before the direction of movement of the compressor piston reverses. After reversing the direction of movement, the interior is opened again. The opening and closing of this interior takes place in the correct phase with the reciprocating movement of the compressor piston.
  • the gas cushion can also be produced with a separate gas spring.
  • the interior can be closed by the compressor piston itself when the interior is designed as a dead space, and the compressor piston compresses the trapped gaseous fluid as it moves into the interior.
  • the compressor piston compresses the trapped gaseous fluid as it moves into the interior.
  • the interior is closed within a period of one quarter of the period length of the reciprocating motion, in particular of one-eighth of the period length of the reciprocating motion, before the time of reversing the direction of movement.
  • a deceleration of the compressor piston is effected in this period.
  • the interior is opened within a period of one quarter of the period length of the reciprocating motion, in particular of one-eighth of the period length of the reciprocating movement, after the time of reversing the direction of movement.
  • the compressor piston is accelerated back to its original speed, which it had just before closing the interior.
  • the inventive method for cooling goods uses the refrigeration device according to the invention and / or the linear compressor according to the invention. By such use, a particularly reliable, energy-saving and fast cooling of goods is possible. Further advantageous details or specific embodiments will be explained in more detail with reference to the following drawing, which is not intended to limit the present invention, but merely by way of example.
  • Fig. 1 is a sectional view of a linear compressor according to the invention
  • Fig. 2 is a sectional view of a refrigerator according to the invention.
  • Fig. 3 is a sectional view of another linear compressor according to the invention.
  • FIG. 1 shows a sectional view of a linear compressor 1 according to the invention with a piston housing 2, in which a compressor piston 4 moves back and forth along an axis 3 between a first reversal point 8 of the compressor piston 4 and a second reversal point 9 of the compressor piston 4.
  • the kinetic energy of the compressor piston 4 is temporarily stored by means of an intermediate storage means 6 in order to bring about a low-energy reversal of the direction of movement of the compressor piston 4.
  • the linear compressor 1 has a suction connection 14 with a first valve 10 and a pressure connection 15 with a second valve 11. With the aid of the linear compressor 1, a gaseous fluid 5 is compressed.
  • the pressure provided at the pressure port 15 is about 8 to 9 bar
  • the pressure in the compression chamber 7 is slightly higher in compression for the intermediate storage and is about 10 bar.
  • the first valve 10 and the second valve 1 1 by means of a valve plate 16 in the correct phase with respect to the reciprocating motion of the compressor piston 4 driven that a gas compression pad 12 is formed in an interior 13 in front of the compressor piston 4, in which the gaseous Fluid 5 is compressed.
  • the compressor piston 4 is braked in its movement, wherein its kinetic energy is substantially completely converted into the potential energy inherent in the gas compression pad 12.
  • the compressor piston 4 is mounted with the aid of openings 22 having a housing wall 23 by a portion of the fluid 5 flows through the openings 22 and thus forms a gas pressure bearing, which leads the compressor piston 4 without contact in front of the housing wall 23.
  • the fluid 5 required here is continuously conveyed by means of a feed 17. provided and forms between the compressor piston 4 and the housing wall 23, a gas bearing pad 18.
  • the compressor piston 4 is driven by means of a drive 25 via a piston rod 19.
  • the trained as a sleeve housing wall 23 is sealed by means of an earring 21.
  • a spring 26 which is carbon fiber reinforced and thus lateral, ie in a direction transverse to the axis 3 directed, forces of the piston rod 19 can accommodate.
  • the compressor piston 4 moves between the reversal points 8 and 9 with a piston stroke H.
  • the compressor piston 4 is braked over a distance S by closing the valves 10, 1 1 and formation of the gas compression pad 12 and then accelerated again after reversing the direction of movement.
  • the housing wall 23 forms together with the compressor piston 4 a compression chamber 7 when the valves 10, 1 1 are closed, in which the gaseous fluid 5 can be compressed.
  • Fig. 2 shows a sectional view of the refrigerator 20 according to the invention with the linear compressor 1 and a refrigerator 27, in which goods 24, in particular food, can be cooled quickly, reliably and energy-saving.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of the linear compressor 1 according to the invention in a sectional view, wherein the interior 13 is designed as a dead space 28. Whenever the compressor piston enters this dead space 28, the gaseous fluid 7 is compressed to form a gas cushion 12. The compressor piston 4 closes the dead space 28 itself.
  • the advantage here is that a striking of the compressor piston 4 to the valve plate 16 is also impossible if the valves 10, 1 1 temporarily not close properly because the dead space 28 requires no more in-phase closing valves.
  • the valves 10, 1 1 can be used alone to release the suction port 14 and the pressure port 15 at a thermodynamically favorable time or close.
  • the invention relates to a refrigeration device 20, in particular a refrigerator and / or freezer or an air conditioning system, comprising a cooling space 27 and a linear compressor 1, wherein the linear compressor 1, a piston housing 2 and a therein along an axis 3 out and movable compressor piston 4 and a kinetic energy latching means 6 of the reciprocating compressor piston 4, wherein the kinetic energy of the compressor piston 4 is temporarily stored with the latching means 6 during the reciprocating motion by compression of a gaseous fluid; a linear compressor with such a temporary storage means 6, and a method for compressing a gaseous fluid 5 by means of this refrigerating appliance 20 and a method for cooling goods.
  • the invention is characterized in that with the aid of gas compression, a simple and efficient intermediate storage of the kinetic energy of the moving parts in the linear compressor 1 is made possible, which enables reliable and energy-saving operation during compression or cooling.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Compressor (AREA)
  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kältegerät (20), insbesondere ein Kühl- und/oder Gefrierschrank oder eine Klimaanlage, umfassend einen Kühlraum (27) und einen Linearverdichter (1), wobei der Linearverdichter (1) ein Kolbengehäuse (2) und ein darin entlang einer Achse (3) hin und her beweglichen Verdichterkolben (4) sowie ein Zwischenspeichermittel (6) für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens (4) aufweist, wobei die kinetische Energie des Verdichterkolbens (4) mit dem Zwischenspeichermittel (6) während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompression eines gasförmigen Fluids speicherbar ist, ein Linearverdichter mit einem derartigen Zwischenspeichermittel (6), sowie ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Fluids (5) mit Hilfe dieses Kältegerätes (20) und ein Verfahren zum Kühlen von Waren. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit Hilfe der Gaskompression eine einfache und effiziente Zwischenspeicherung der kinetischen Energie der beweglichen Teile im Linearverdichter (1) möglich ist, welches einen zuverlässigen und energiesparenden Betrieb bei der Verdichtung bzw. bei der Kühlung ermöglicht.

Description

Linearverdichter mit Gasdruckfederung
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät, insbesondere einen Kühl- und/oder Gefrierschrank oder eine Klimaanlage, umfassend einen Kühlraum und einen Linearverdichter, wobei der Linearverdichter ein Kolbengehäuse und einen darin entlang einer Achse hin und her beweglichen Verdichterkolben sowie ein Zwischenspeichermittel für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens aufweist, einen Linearverdichter für ein Kältegerät sowie ein Verfahren zum Verdichten eines Gases und ein Verfahren zum Kühlen von Waren.
Bei einem Linearverdichter muss der entlang einer Achse zwischen einem ersten und einem zweiten Umkehrpunkt hin und her bewegliche Verdichterkolben in einer Richtung quer zur Achse gelagert bzw. geführt werden. Darüber hinaus muss die kinetische Energie des sich hin und her bewegenden Verdichterkolbens an den Umkehrpunkten, d.h. an den Punkten, an denen sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens umkehrt, zwischengespeichert werden, um eine möglichst verlustarme Umkehr der Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens zu ermöglichen. Durch die Umkehr der Bewegungsrichtung führt der Verdichterkolben in einem Kolbengehäuse in eine oszillierende im Wesentlichen translatorische Hin- und Herbewegung durch. Mit Hilfe der Hin- und Herbewegung wird ein Verdichtungsvorgang ausgeführt.
Es ist bekannt, die Bewegungsenergie des Verdichterkolbens mit einer oder mehreren Schraubenfedern zwischenzuspeichern. Darüberhinaus muss der Verdichterkolben in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung gelagert werden. Systeme mit offener Bauweise, d.h. einer seriell angeordneten Motor-Pumpe-Anordnung, nutzen ein Federpaket mit einer oder mehreren sehr dünnen Membranfedern oder Membranfederpaketen und einer oder mehreren Schraubenfedern oder Schraubenfederpaketen zur Zwischenspei- cherung der Bewegungsenergie und zur seitlichen Lagerung des Verdichterkolbens in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung. Für eine hinreichende Stabilität werden derartige Federn bzw. Federpakete aus Metall gefertigt. Dabei sind die Membranfedern so dünn und weich ausgelegt, dass die Federn in der Summe ihrer Quersteifigkeiten die senkrecht zur Schwingungsrichtung entstehenden Kräfte des Gesamtsystems hinreichend sicher aufnehmen können. Zur Erreichung einer geeigneten Längssteifigkeit sind Feder- anordnungen bekannt, bei denen Membranfedern durch eine oder mehrere Schraubenfedern oder Schraubenfederpakete unterstützt werden. Derartige Federanordnungen sind jedoch vergleichsweise kompliziert aufgebaut und somit in der Herstellung und Montage aufwändig. Lässt die Federkraft der Federn mit der Zeit nach oder werden die Federkräfte der einzelnen Federn unausgewogen, kann Reibung zwischen dem Verdichterkolben und dem Kolbengehäuse entstehen, welches den Wirkungsgrad des Linearverdichters bzw. der Kältemaschine verschlechtert und zu mehr Energieverbrauch führt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kältegerät bzw. einen Linearverdichter für ein Kältegerät anzugeben, bei dem eine Hin- und Herbewegung eines verwendeten Verdichterkolbens bei der Verdichtung auf eine einfache Weise zuverlässig und energiesparend realisiert wird. Weiterhin ist es Aufgabe, ein Verfahren zum Verdichten eines Gases sowie ein Verfahren zum Kühlen von Waren anzugeben, wobei ein Verdichtungs- bzw. Kühlvorgang mit hoher Zuverlässigkeit besonders energiesparend durchgeführt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kältegerät und durch den Linearverdichter für das Kältegerät sowie durch das Verfahren zum Verdichten eines Gases und durch das Verfahren zum Kühlen von Waren, wie in den unabhängigen Ansprüchen angegeben, gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen, die jeweils einzeln angewandt oder beliebig miteinander kombiniert werden können, sind Gegenstand der jeweilig abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Kältegerät, insbesondere ein Kühl- und/oder Gefrierschrank oder eine Klimaanlage, vorzugsweise eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, umfasst einen Kühlraum und einen Linearverdichter, wobei der Linearverdichter ein Kolbengehäuse und einen darin entlang einer Achse hin und her beweglichen Verdichterkolben sowie ein Zwischenspeichermittel für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens aufweist, wobei die kinetische Energie des Verdichterkolbens mit dem Zwischenspeichermittel während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompression eines gasförmigen Fluids speicherbar ist.
Mit Hilfe des Linearverdichters wird ein zweites Fluid, insbesondere ein Kältemittel, verdichtet, um mit einer nachgeschalteten Verdampfungsstufe Kälte erzeugen zu können. Das zweite Fluid wird durch eine Bewegung des Verdichterkolbens im Kolbengehäuse verdichtet. Das zweite Fluid kann auch das für die Zwischenspeicherung verwendete, gasförmige Fluid sein.
Die Bewegung des Verdichterkolbens erfolgt im Wesentlichen entlang einer Achse. Dabei oszilliert der Verdichterkolben zwischen zwei Umkehrpunkten, an denen er kurzzeitig zur Ruhe kommt, um seine Bewegungsrichtung zu ändern. An den Umkehrpunkten geht eine Hinbewegung in eine Herbewegung über.
Mit Hilfe des Zwischenspeichermittels wird die in der Bewegung des Verdichterkolbens liegende kinetische Energie in Form von potentieller Energie zwischengespeichert. Eine in der Bewegung des Verdichterkolbens liegende Gesamtenergie, welche sich aus der kinetischen Energie des Verdichterkolbens und der im Zwischenspeichermittel gespeicherten potentiellen Energie zusammensetzt, bleibt im Wesentlichen konstant. Durch das Zwischenspeichermittel wird insbesondere die Bewegungsenergie des Verdichterkolbens kurz vor einem Umkehrpunkt aufgenommen und nach Umkehr der Bewegungsrichtung im Wesentlichen wieder vollständig an den Verdichterkolben abgegeben. Hierbei wird das Ziel verfolgt, die von einem Antrieb aufgebrachte mechanische Energie nahezu vollständig in Arbeit an dem zu verdichtenden Fluid umzuwandeln; insbesondere soll der Antrieb keine Bremsfunktion für den Verdichterkolben übernehmen.
Das zu komprimierende Gas befindet sich insbesondere in einem abgeschlossenen Volumen, auf welches ein Kolben verkleinernd einwirkt. Bei der Kompression steigt der Druck im Fluid an. Insbesondere wird bei der Kompression ein Druck erzielt, welcher größer ist, vorzugsweise um 1 bar bis 10 bar größer, insbesondere bevorzugt um 2 bar bis 7 bar größer, als ein auf einer Druckseite des Linearverdichters erzeugbarer Druck.
Mit Hilfe des Zwischenspeichermittels kann beispielsweise ein unkontrolliertes Anschlagen des Verdichterkolbens an einem Anschlag oder an einer Ventilplatte des Linearverdichters vermieden werden, wodurch ein Verschleiß verringert und Energie für den Betrieb des Kältegerätes eingespart wird.
Im Gegensatz zu bekannten Lösungen, die als Zwischenspeichermittel eine metallische Feder vorsahen, wird die kinetische Energie des Verdichterkolbens erfindungsgemäß - A -
durch Kompression eines gasförmigen Fluids gespeichert. Das Zwischenspeichermittel kann durch eine Gastdruckfeder gebildet sein.
Das Zwischenspeichermittel nimmt vorzugsweise mindestens 90 %, insbesondere mindestens 95 %, vorzugsweise mindestens 99 % der in der Bewegung des Verdichterkolbens vor einem Umkehrpunkt liegenden kinetischen Energie auf. Anschließend gibt das Zwischenspeichermittel mindestens 88 %, insbesondere mindestens 97 % dieser Energie wieder an den Verdichterkolben ab, wodurch der aus der Hinbewegung abgebremste und am Umkehrpunkt zur Ruhe gekommene Verdichterkolben bei seiner Herbewegung wieder beschleunigt wird.
Das gasförmige Fluid kann identisch mit oder verschieden von einem von dem Linearverdichter verdichteten zweiten Fluid sein. Das gasförmige Fluid kann beispielsweise ein vom Linearverdichter verdichtetes Kältemittel sein. Grundsätzlich kann jedoch ein beliebiges Gas bei der Zwischenspeicherung verwendet werden. Beispielsweise könnte Luft in einer Druckluftfeder verwendet werden.
Vorteilhafterweise umfasst das Mittel ein durch das Kolbengehäuse und den Verdichterkolben gebildeten, insbesondere bei der und/oder durch die Hin- und Herbewegung des Verdichterkolben verschließbaren, Verdichtungsraum. Der Verdichtungsraum kann durch den Verdichterkolben selbst verschlossen werden, er kann jedoch auch mit Hilfe von Ventilen verschlossen werden.
Der Verdichtungsraum kann durch einen Totraum im Kolbengehäuse gebildet sein. Der Totraum wird durch Wände des Verdichtergehäuses und eine Kopfseite des Verdichterkolbens. In dieser Ausgestaltung sind keine Ventile erforderlich, um eine zwischenzeitliche Kompression des gasförmigen Fluids in dem Totraum zu bewirken, da der Verdichterkolben das gasförmige Fluid in dem Totraum komprimiert.
In einer alternativen Ausgestaltung weist der Verdichtungsraum Ventile auf, die bei der Hin- und Herbewegung des Verdichterkolbens phasenrichtig angesteuert, d.h. geöffnet oder verschlossen, werden. Vorteilhafterweise weist das Mittel ein Ventil auf, welches schließt bevor sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens umkehrt, und wieder öffnet, nachdem sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens umgekehrt hat. Hierbei öffnet und schließt das Ventil mindestens einmal pro Zyklus. Das Ventil schließt insbesondere während einer Hinbewegung und öffnet während einer unmittelbar auf die Hinbewegung folgenden Herbewegung.
In einer besonderen Ausgestaltung schließt das Ventil während einer Hinbewegung innerhalb einer Strecke von 50 % des Kolbenhubs der Hin- und Herbewegung vor einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb einer Strecke von 20 % des Kolbenhubs vor einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb von 10 % des Kolbenhubs vor dem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens. Innerhalb der Strecke wird der Verdichterkolben abgebremst, bis er an einem Umkehrpunkt stillsteht.
In einer weiteren speziellen Ausgestaltung der Erfindung öffnet das Ventil während einer Herbewegung innerhalb einer Strecke von 50 % des Kolbenhubs der Hin- und Herbewegung nach einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb einer Strecke von 20 % des Kolbenhubs nach einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb von 10 % des Kolbenhubs nach dem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens. Innerhalb dieser Strecke wird der Verdichterkolben wieder auf seine ursprüngliche Geschwindigkeit beschleunigt, wobei das Zwischenspeichermittel die in ihm gespeicherte Energie wieder an den Verdichterkolben abgibt.
In ähnlicher Weise kann eine Kopffläche des Verdichterkolbens während einer Hinbewegung bzw. während einer Herbewegung um eine Strecke von mindestens 5 % des Kolbenhubs der Hin- und Herbewegung, insbesondere um eine Strecke von mindestens 10 % des Kolbenhubs, vorzugsweise um eine Strecke von mindestens 30 % des Kolbenhubs, in den Totraum hineinreichen, um das von dem Innenraum und dem Verdichterkolben umschlossene gasförmige Fluid zu komprimieren.
Vorteilhafterweise wird der Verdichterkolben in dem Kolbengehäuse mit Hilfe einer Öffnungen aufweisenden Gehäusewand und eines durch die Öffnungen strömenden gasförmigen Fluids, insbesondere ein Kühlmittel, geführt. Derartige Führungen können ölfrei arbeiten. Mit Hilfe dieser Führung wird der Verdichterkolben in radialer Richtung, d.h. in einer Richtung quer zur Achse, gelagert. Aufgrund des durch die Öffnungen strömenden Fluids wird ein Gaspolster vor der Gehäusewand erzeugt, durch welches der Verdichterkolben in dem Kolbengehäuse berührungsfrei gelagert wird.
Vorteilhafterweise ist an beiden Umkehrpunkten des Verdichterkolbens ein Zwischenspeichermittel vorgesehen, wobei vorteilhafterweise die kinetische Energie des Verdichterkolbens mit dem Zwischenspeichermittel während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompressionen eines gasförmigen Fluids speicherbar ist.
Es können jedoch auch Mischformen zum Einsatz gelangen, bei denen die kinetische Energie an dem einen Umkehrpunkt durch Kompression des gasförmigen Fluids gespeichert wird, während an dem anderen Umkehrpunkt die kinetische Energie mit Hilfe einer Feder oder eines Federpakets, insbesondere mit Hilfe einer metallischen Feder oder eines metallischen Federpakets, zwischengespeichert wird.
Das Zwischenspeichermittel kann auch ein elastisches Element, insbesondere eine Feder, vorzugsweise eine Membranfeder oder ein Membranfederpaket, aus Verbundwerkstoff aufweisen. Ein Verbundwerkstoff ist ein Konstruktionswerkstoff, der aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Materialien besteht, z.B. Fasern, Kunststoff, Metall, Keramik. Hierbei werden in die Grundstruktur, eine sog. Matrix, mindestens eine Komponente, beispielsweise Fasern, eingelagert. Dabei wird versucht, die unterschiedlichen Vorteile der einzelnen Werkstoffe im Endwerkstoff zu kombinieren und deren Nachteile auszuschließen. Als Verbundwerkstoff können kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), glasfaserverstärkte Kunststoffe (GfK), TiGr-Composit, d.h. eine Verbindung aus Titan, Graphit und Epoxiharz, sowie bestimmte Polyaramide, insbesondere Polyphenylenterephthalami- de (bekannt unter dem Markennamen Kevlar), und andere zum Einsatz kommen.
Mit einer Kompression des gasförmigen Fluids kann die kinetische Energie des Verdichterkolbens für die Bewegungsrichtungsumkehr zuverlässig zwischengespeichert werden, so dass ein zuverlässiger und energiesparender Betrieb des Kältegeräts möglich wird.
Der erfindungsgemäße Linearverdichter ist insbesondere geeignet und bestimmt für das erfindungsgemäße Kältegerät und weist ein Kolbengehäuse und einen darin entlang einer Achse hin und her beweglichen Verdichterkolben sowie ein Zwischenspeichermittel für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens auf, wobei die kinetische Energie des Verdichterkolbens mit dem Zwischenspeichermittel während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompressionen eines gasförmigen Fluids speicherbar ist.
Das Mittel kann einen durch das Kolbengehäuse und einer Kopffläche des Verdichterkolbens gebildeten, insbesondere durch die Hin- und Herbewegung verschließbaren, Verdichtungsraum, insbesondere ein Totraum, umfassen. Dabei weist das Mittel vorzugsweise ein Ventil auf, welches schließt, bevor sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens umkehrt und wieder öffnet, nachdem sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens umgekehrt hat.
Das Ventil kann während einer Hinbewegung innerhalb einer Strecke von 50 % des Kolbenhubes der Hin- und Herbewegung vor einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb einer Strecke von 20 % des Kolbenhubes vor einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb von 10 % des Kolbenhubs vor dem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, schließen.
Auch kann das Ventil während einer Herbewegung innerhalb einer Strecke von 50 % des Kolbenhubs der Hin- und Herbewegung nach einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb einer Strecke von 20 % des Kolbenhubs nach einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, insbesondere innerhalb von 10 % des Kolbenhubs nach dem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens, öffnen.
Auch kann eine Kopfseite des Verdichterkolbens um eine Strecke von mindestens 5%, insbesondere um mindestens 10%, vorzugsweise um mindestens
In ähnlicher Weise kann eine Kopffläche des Verdichterkolbens während einer Hinbewegung bzw. während einer Herbewegung um eine Strecke von mindestens 5 % des Kolbenhubs der Hin- und Herbewegung, insbesondere um eine Strecke von mindestens 10 % des Kolbenhubs, vorzugsweise um eine Strecke von mindestens 30 % des Kolbenhubs, in einen Totraum hineinreichen, um das von dem Innenraum und dem Verdichterkolben umschlossene gasförmige Fluid zu komprimieren. Der Verdichterkolben kann in dem Kolbengehäuse mit Hilfe einer Öffnungen aufweisenden Gehäusewand und eines durch die Öffnungen strömenden gasförmigen Fluids, insbesondere ein Kühlmittel, geführt werden.
Der Linearverdichter weist insbesondere an beiden Umkehrpunkten des Verdichterkolbens ein Zwischenspeichermittel auf.
Damit können sämtliche in Bezug auf das Kältegerät beschriebenen Merkmale des Linearverdichters auf den erfindungsgemäßen Linearverdichter angewandt und in vorteilhafterweise genutzt werden. Hierdurch wird ein Linearverdichter bereitgestellt, der besonders robust und zuverlässig in Betrieb ist und energiesparend arbeitet.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verdichten eines Gases mit Hilfe eines Kältegerätes umfassend einen Linearverdichter, wobei der Linearverdichter ein Kolbengehäuse und einen darin entlang einer Achse hin und her beweglichen Verdichterkolben aufweist, sieht vor, dass ein überwiegender Teil der kinetischen Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens, insbesondere zu mehr als 90 %, vorzugsweise zu mehr als 95%, insbesondere bevorzugt im Wesentlichen vollständig, mit Hilfe eines Gaspolsters zwischengespeichert wird, um ein Umkehren der Bewegungsrichtung des hin und her beweglichen Verdichterkolbens zu bewirken.
Vorteilhafterweise wird ein gasförmiges Fluid durch die Bewegung des Verdichterkolbens komprimiert, wodurch der Verdichterkolben abgebremst wird und zum Stillstand kommt. Anschließend wird die in der Kompression gespeicherte Energie wieder genutzt, um den Verdichterkolben in der entgegengesetzten Richtung, d.h. in Herrichtung, auf den Betrag der ursprünglichen Geschwindigkeit zu beschleunigen, so dass die in Form einer potentiellen Energie gespeicherte Energie wieder in kinetische Energie umgewandelt wird. Die Bewegungsrichtungsumkehr kann im Wesentlichen ohne Mithilfe des Antriebs, d.h. antriebsfrei, erfolgen.
Das Gaspolster kann durch Verdichten des gasförmigen Fluids erzeugt werden. Das gasförmige Fluid ist insbesondere ein Kältemittel für ein Kältegerät. Das Gaspolster kann jedoch auch durch Komprimieren eines anderen Gases, insbesondere von Luft, gebildet werden. Das Gaspolster wird vorteilhafterweise durch ein mit dem Verdichterkolben selbst verdichtetes gasförmiges Fluid gebildet. Dafür wird das Gaspolster dadurch gebildet, dass ein Innenraum durch das Kolbengehäuse und den Verdichterkolben umschlossen und verschlossen wird kurz bevor sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens umkehrt. Nach Umkehr der Bewegungsrichtung wird der Innenraum wieder geöffnet. Das Öffnen und Verschließen dieses Innenraums erfolgt phasenrichtig mit der Hin- und Herbewegung des Verdichterkolbens.
Das Gaspolster kann jedoch auch mit einer separaten Gasdruckfeder erzeugt werden.
Beispielsweise kann der Innenraum durch den Verdichterkolben selbst verschlossen werden, wenn der Innenraum als Totraum ausgestaltet ist, und der Verdichterkolben komprimiert das eingeschlossene gasförmige Fluid bei seiner Bewegung in den Innenraum hinein. Durch die Kompression wird ein Abbremsen des Verdichterkolbens aus der Hinbewegung und ein Beschleunigen in eine Herbewegung bewirkt.
Vorteilhafterweise wird der Innenraum innerhalb einer Zeitspanne von einem Viertel der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, insbesondere von einem Achtel der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, vor dem Zeitpunkt der Bewegungsrichtungsumkehr verschlossen. Durch das Verschließen des Innenraums innerhalb dieser Zeitspanne wird ein Abbremsen des Verdichterkolbens in dieser Zeitspanne bewirkt.
Vorteilhafter Weise wird der Innenraum innerhalb einer Zeitspanne von einem Viertel der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, insbesondere von einem Achtel der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, nach dem Zeitpunkt der Bewegungsrichtungsumkehr geöffnet. Innerhalb dieser Zeitspanne wird der Verdichterkolben wieder auf seine ursprüngliche Geschwindigkeit, die er kurz vor dem Verschließen des Innenraums hatte, beschleunigt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Kühlen von Waren verwendet das erfindungsgemäße Kältegerät und/oder den erfindungsgemäßen Linearverdichter. Durch eine derartige Verwendung wird ein besonders zuverlässiges, energiesparendes und schnelles Kühlen von Waren ermöglicht. Weitere vorteilhafte Einzelheiten bzw. spezielle Ausgestaltungen werden anhand der folgenden Zeichnung, welche die vorliegende Erfindung nicht einschränken sondern lediglich exemplarisch illustrieren soll, näher erläutert.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Linearverdichters;
Fig. 2 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kältegerätes; und
Fig. 3 eine Schnittansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Linearverdichters.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Linearverdichters 1 mit einem Kolbengehäuse 2, in dem sich ein Verdichterkolben 4 entlang einer Achse 3 zwischen einem ersten Umkehrpunkt 8 des Verdichterkolbens 4 und einem zweiten Umkehrpunkt 9 des Verdichterkolbens 4 hin und her bewegt. Die kinetische Energie des Verdichterkolbens 4 wird mit Hilfe eines Zwischenspeichermittels 6 zwischenzeitlich gespeichert, um eine energieverlustarme Umkehr der Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens 4 zu bewirken. Der Linearverdichter 1 weist einen Sauganschluss 14 mit einem ersten Ventil 10 und einen Druckanschluss 15 mit einem zweiten Ventil 1 1 auf. Mit Hilfe des Linearverdichters 1 wird ein gasförmiges Fluid 5 verdichtet. Während der an dem Druckanschluss 15 bereitgestellte Druck in etwa 8 bis 9 bar beträgt, ist der Druck in dem Verdichtungsraum 7 bei der Kompression für die Zwischenspeicherung etwas höher und beträgt etwa 10 bar. Hierbei werden das erste Ventil 10 und das zweite Ventil 1 1 mit Hilfe einer Ventilplatte 16 phasenrichtig in Bezug auf die Hin- und Herbewegung des Verdichterkolbens 4 angesteuert, dass ein Gaskompressionspolster 12 in einem Innenraum 13 vor den Verdichterkolben 4 gebildet wird, in dem das gasförmige Fluid 5 komprimiert wird. Durch Kompression des gasförmigen Fluids 5 in dem Innenraum 13 wird der Verdichterkolben 4 in seiner Bewegung abgebremst, wobei seine kinetische Energie im Wesentlichen vollständig in die dem Gaskompressionspolster 12 inhärente potentielle Energie umgewandelt wird. Der Verdichterkolben 4 wird mit Hilfe einer Öffnungen 22 aufweisenden Gehäusewand 23 gelagert, indem ein Teil des Fluids 5 durch die Öffnungen 22 strömt und somit ein Gasdrucklager bildet, welches den Verdichterkolben 4 berührungslos vor der Gehäusewand 23 führt. Das hier erforderliche Fluid 5 wird mit Hilfe einer Zuführung 17 kontinuierlich be- reitgestellt und bildet zwischen dem Verdichterkolben 4 und der Gehäusewand 23 ein Gaslagerpolster 18. Der Verdichterkolben 4 wird mit Hilfe eines Antriebs 25 über eine Kolbenstange 19 angetrieben. Die als Hülse ausgebildete Gehäusewand 23 wird mit Hilfe eines Ohrrings 21 abgedichtet. Zur Unterstützung der Speicherung der kinetischen Energie durch das Zwischenspeichermittel 6 dient eine Feder 26, die carbonfaserverstärkt ist und somit seitliche, d.h. in einer Richtung quer zur Achse 3 gerichtete, Kräfte der Kolbenstange 19 aufnehmen kann.
Der Verdichterkolben 4 bewegt sich zwischen den Umkehrpunkten 8 und 9 mit einem Kolbenhub H. Der Verdichterkolben 4 wird über eine Strecke S durch Verschließen der Ventile 10, 1 1 und Ausbildung des Gaskompressionspolsters 12 abgebremst bzw. anschließend nach Umkehr der Bewegungsrichtung wieder beschleunigt. Die Gehäusewand 23 bildet zusammen mit dem Verdichterkolben 4 einen Verdichtungsraum 7, wenn die Ventile 10, 1 1 verschlossen sind, in dem das gasförmige Fluid 5 komprimiert werden kann.
Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Kältegerätes 20 mit dem Linearverdichter 1 und einem Kühlraum 27, in welchem Waren 24, insbesondere Lebensmittel, zügig, zuverlässig und energiesparend gekühlt werden können.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Linearverdichters 1 in einer Schnittansicht, wobei der Innenraum 13 als Totraum 28 ausgestaltet ist. Wann immer der Verdichterkolben in diesen Totraum 28 eintritt, wird das gasförmige Fluid 7 zur Bildung eines Gaspolsters 12 komprimiert. Der Verdichterkolben 4 verschließt den Totraum 28 selber. Vorteilhaft hierbei ist, dass ein Anschlagen des Verdichterkolbens 4 an die Ventilplatte 16 auch dann unmöglich ist, wenn die Ventile 10, 1 1 temporär nicht richtig schließen, da der Totraum 28 keine weiteren phasenrichtig schließenden Ventile benötigt. Die Ventile 10, 1 1 können allein dafür verwendet werden, den Sauganschluss 14 bzw. den Druckanschluss 15 zu einem thermodynamisch günstigen Zeitpunkt freizugeben bzw. zu verschließen.
Die Erfindung betrifft ein Kältegerät 20, insbesondere ein Kühl- und/oder Gefrierschrank oder eine Klimaanlage, umfassend einen Kühlraum 27 und einen Linearverdichter 1 , wobei der Linearverdichter 1 ein Kolbengehäuse 2 und ein darin entlang einer Achse 3 hin und her beweglichen Verdichterkolben 4 sowie ein Zwischenspeichermittel 6 für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens 4 aufweist, wobei die kinetische Energie des Verdichterkolbens 4 mit dem Zwischenspeichermittel 6 während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompression eines gasförmigen Fluids speicherbar ist; ein Linearverdichter mit einem derartigen Zwischenspeichermittel 6, sowie ein Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Fluids 5 mit Hilfe dieses Kältegerätes 20 und ein Verfahren zum Kühlen von Waren. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass mit Hilfe der Gaskompression eine einfache und effiziente Zwischenspeicherung der kinetischen Energie der beweglichen Teile im Linearverdichter 1 möglicht ist, welches einen zuverlässigen und energiesparenden Betrieb bei der Verdichtung bzw. bei der Kühlung ermöglicht.
Bezugszeichenliste
1 Linearverdichter
2 Kolbengehäuse
3 Achse
4 Verdichterkolben
5 Fluid
6 Zwischenspeichermittel für der kinetischen Energie des hin und her bewegli chen Verdichterkolbens 4
7 Verdichtungsraum
8 erster Umkehrpunkt des Verdichterkolbens 4
9 zweiter Umkehrpunkt des Verdichterkolbens 4
10 erstes Ventil
11 zweites Ventil
12 Gaskompressionpolster
13 Innenraum
14 Sauganschluss
15 Druckanschluss
16 Ventilplatte
17 Zuführung
18 Gaslagerpolster
19 Kolbenstange
20 Kältegerät
21 O-Ring
22 Öffnungen
23 Gehäusewand
24 Waren
25 Antrieb
26 Feder
27 Kühlraum
28 Totraum
29 Kopffläche
H Kolbenhub
S Strecke innerhalb eines Kolbenhubs H

Claims

Patentansprüche
1 . Kältegerät (20), insbesondere ein Kühl- und/oder Gefrierschrank oder eine Klimaanlage, umfassend einen Kühlraum (27) und einen Linearverdichter (1 ), wobei der Linearverdichter (1 ) ein Kolbengehäuse (2) und einen darin entlang einer Achse (3) hin und her beweglichen Verdichterkolben (4) sowie ein Zwischenspeichermittel (6) für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die kinetische Energie des Verdichterkolbens (4) mit dem Zwischenspeichermittel (6) während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompression eines gasförmigen Fluids (5) speicherbar ist.
2. Kältegerät (20) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) einen durch das Kolbengehäuse (2) und den Verdichterkolben (4) gebildeten, insbesondere bei der Hin- und Herbewegung verschließbaren, Verdichtungsraum (7) umfasst.
3. Kältegerät (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (6) ein Ventil (10, 1 1 ) aufweist, welches schließt bevor sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens (4) umkehrt, und wieder öffnet, nachdem sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens (4) umgekehrt hat.
4. Kältegerät (20) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10, 1 1 ) während einer Hinbewegung innerhalb einer Strecke (S) von 50 % des Kolbenhubes (H) der Hin- und Herbewegung vor einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens (4), insbesondere innerhalb einer Strecke (S) von 20 % des Kolbenhubes (H) vor einem Umkehrpunkt (8,9) des Verdichterkolbens (4), insbesondere innerhalb von 10 % des Kolbenhubes (H) vor dem Umkehrpunkt (8,9) des Verdichterkolbens (4), schließt.
5. Kältegerät (20) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (10, 1 1 ) während einer Herbewegung innerhalb einer Strecke von 50 % des Kolbenhubes (H) der Hin- und Herbewegung nach einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens (4), insbesondere innerhalb einer Strecke von 20 % des Kolbenhubes nach einem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens (4), insbesondere innerhalb von 10 % des Kolbenhubes nach dem Umkehrpunkt des Verdichterkolbens (4), öffnet.
6. Kältegerät (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichterkolben (4) in dem Kolbengehäuse (2) mit Hilfe einer Öffnungen (22) aufweisenden Gehäusewand (23) und eines durch die Öffnungen (22) strömenden gasförmigen Fluids (5), insbesondere ein Kühlmittel, geführt wird.
7. Kältegerät (20) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden Umkehrpunkten (8, 9) des Verdichterkolbens (4) ein Zwischenspeichermittel (6) vorgesehen ist.
8. Linearverdichter (1 ), insbesondere geeignet und bestimmt für ein Kältegerät (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend ein Kolbengehäuse (2) und einen darin entlang einer Achse (3) hin und her beweglichen Verdichterkolben (4) sowie ein Zwischenspeichermittel (6) für die kinetische Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens (4), dadurch gekennzeichnet, dass die kinetische Energie des Verdichterkolbens (4) mit dem Zwischenspeichermittel (6) während der Hin- und Herbewegung zwischenzeitlich durch Kompression eines gasförmigen Fluids (5) speicherbar ist.
9. Verfahren zum Verdichten eines gasförmigen Fluids (5) mit Hilfe eines Kältegeräts (20) umfassend einen Linearverdichter (1 ), wobei der Linearverdichter (1 ) ein Kolbengehäuse (2) und einen darin entlang einer Achse (3) hin und her beweglichen Verdichterkolben (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein überwiegender Teil der kinetischen Energie des hin und her beweglichen Verdichterkolbens (4), insbesondere zu mehr als 90 %, vorzugsweise im Wesentlichen vollständig, mit Hilfe eines Gaspolsters (12) zwischengespeichert wird, um ein Umkehren der Bewegungsrichtung des hin und her beweglichen Verdichterkolbens (4) zu bewirken.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaspolster (12) durch ein mit dem Verdichterkolben (4) verdichtetes gasförmiges Fluid (5) gebildet wird.
1 1 . Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Gaspolster (12) dadurch gebildet wird, dass ein durch das Kolbengehäuse (2) und den Verdichterkolben (4) gebildeter Innenraum (13) verschlossen wird, bevor sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens (4) umkehrt, und wieder geöffnet wird, nachdem sich die Bewegungsrichtung des Verdichterkolbens (4) umgekehrt hat.
12. Verfahren nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (13) innerhalb einer Zeitspanne von 1Λ der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, insbesondere von 1/8 der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, vor dem Zeitpunkt der Bewegungsrichtungsumkehr verschlossen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 1 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum (13) innerhalb einer Zeitspanne von 1Λ der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, insbesondere von 1/8 der Periodenlänge der Hin- und Herbewegung, nach dem Zeitpunkt der Bewegungsrichtungsumkehr geöffnet wird.
14. Verfahren zum Kühlen von Waren (24) mit Hilfe eines Kältegeräts (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und/oder eines Linearverdichters (1 ) nach Anspruch 8.
EP07703952A 2006-02-28 2007-01-17 Linearverdichter mit gasdruckfederung Withdrawn EP1991779A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006009273A DE102006009273A1 (de) 2006-02-28 2006-02-28 Linearverdichter mit Gasdruckfederung
PCT/EP2007/050455 WO2007098987A1 (de) 2006-02-28 2007-01-17 Linearverdichter mit gasdruckfederung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1991779A1 true EP1991779A1 (de) 2008-11-19

Family

ID=37888256

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP07703952A Withdrawn EP1991779A1 (de) 2006-02-28 2007-01-17 Linearverdichter mit gasdruckfederung

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20100154441A1 (de)
EP (1) EP1991779A1 (de)
CN (1) CN101395372A (de)
DE (1) DE102006009273A1 (de)
RU (1) RU2008136547A (de)
WO (1) WO2007098987A1 (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009046649A1 (de) * 2009-11-12 2011-05-19 Robert Bosch Gmbh Klimakompressor für ein Fahrzeug, Fahrzeug
CN102926968A (zh) * 2011-08-10 2013-02-13 中国科学院理化技术研究所 一种单侧弹簧线性压缩机
BR102014007557A2 (pt) * 2014-03-28 2016-04-12 Fmc Technologies Do Brasil Ltda atuador hidráulico com retorno por mola
KR102278769B1 (ko) * 2014-06-24 2021-07-20 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR102201629B1 (ko) * 2014-06-26 2021-01-12 엘지전자 주식회사 리니어 압축기 및 이를 포함하는 냉장고
KR20190031828A (ko) 2017-09-18 2019-03-27 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20190031827A (ko) 2017-09-18 2019-03-27 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
KR20190038087A (ko) 2017-09-29 2019-04-08 엘지전자 주식회사 리니어 압축기
CN110094320A (zh) * 2019-05-08 2019-08-06 北京理工大学 一种双缸式直线压缩机

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3937600A (en) * 1974-05-08 1976-02-10 Mechanical Technology Incorporated Controlled stroke electrodynamic linear compressor
US4353220A (en) * 1980-06-17 1982-10-12 Mechanical Technology Incorporated Resonant piston compressor having improved stroke control for load-following electric heat pumps and the like
JPS59221401A (ja) * 1983-06-01 1984-12-13 Hitachi Ltd フリ−ピストン機関のガススプリング制御装置
US4873913A (en) * 1986-09-12 1989-10-17 Helix Technology Corporation Dry roughing pump having a gas film bearing
NL8603295A (nl) * 1986-12-24 1988-07-18 Philips Nv Motor-compressor eenheid.
US4721440A (en) * 1987-02-13 1988-01-26 Mechanical Technology Incorporated Linear gas compressor
NZ500681A (en) * 1999-10-21 2002-06-28 Fisher & Paykel Appliances Ltd A linear compressor with gas bearing passages between cylinder and cylinder lining
WO2001050020A1 (en) * 1999-12-21 2001-07-12 Lg Electronics Inc. Piston supporting structure for linear compressor
US6491506B1 (en) * 2000-05-29 2002-12-10 Lg Electronics Inc. Linear compressor
DE10230693A1 (de) * 2002-07-06 2004-01-22 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Kühl-oder Gefriergerät
KR100529933B1 (ko) * 2004-01-06 2005-11-22 엘지전자 주식회사 리니어 압축기

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2007098987A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006009273A1 (de) 2007-08-30
US20100154441A1 (en) 2010-06-24
CN101395372A (zh) 2009-03-25
RU2008136547A (ru) 2010-04-10
WO2007098987A1 (de) 2007-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1991779A1 (de) Linearverdichter mit gasdruckfederung
EP2661559B1 (de) Doppeltwirkender kältemittelkompressor
DE10190484B3 (de) Expander des gm-typs zur verwendung in einem kryogenen kühlsystem
DE19900886C2 (de) Struktur zur Ankoppelung eines Schalldämpfers für einen linearen Kompressor
DE102006009256A1 (de) Linearantrieb und Linearverdichter mit anpassbarer Leistung
DE102004026567B4 (de) Linearkompressor
DE3546605C2 (de)
EP1991777A1 (de) Linearverdichter und antriebsaggregat dafür
DE102014110887A1 (de) Taumelscheibenverdichter mit variabler Fördermenge
DE10105489B4 (de) Impulsröhrenkältemaschine
EP2240692A1 (de) Verdichteraggregat
DE102006009270A1 (de) Linearverdichter mit vorgespannter Federkolbenstange sowie Kältemaschine
AT12789U1 (de) Druckschalldämpfer für einen hermetisch gekapselten kältemittelverdichter
DE19722688A1 (de) Kompressor
EP1831555B1 (de) Linearverdichter
DE102011007672A1 (de) Pumpeneinrichtung für ein Fluid sowie Kältemaschine mit der Pumpeneinrichtung zur Förderung eines Schmiermittels
EP0148348A1 (de) Kolbenverdichter
EP1991784B1 (de) Linearverdichter mit carbonfaserverstärkter feder
DE102004036613B4 (de) Hubkolbenverdichter
EP0700502A1 (de) Verfahren zum betrieb eines refrigerators und für die durchführung dieses verfahrens geeigneter refrigerator
DE102004037894A1 (de) Schmierölversorgungsvorrichtung eines Hubkolbenverdichters
EP2137407B1 (de) Kolbenmaschine, insbesondere für dentale und medizinische zwecke
DE2715102A1 (de) Kompressor mit freiflugkolben und hohem verdichtungsgrad
WO2008025629A1 (de) Linearverdichter
DE1041984B (de) Zweistufiger, elektromagnetisch angetriebener Schwingverdichter, insbesondere fuer Kaelteapparate

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20080929

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

17Q First examination report despatched

Effective date: 20100126

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20120605