WO2002033260A1 - Compressor for a refrigerating agent in a cooling circuit - Google Patents

Compressor for a refrigerating agent in a cooling circuit Download PDF

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WO2002033260A1
WO2002033260A1 PCT/EP2001/011235 EP0111235W WO0233260A1 WO 2002033260 A1 WO2002033260 A1 WO 2002033260A1 EP 0111235 W EP0111235 W EP 0111235W WO 0233260 A1 WO0233260 A1 WO 0233260A1
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Wolfgang Etter
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Bock Gmbh & Co. Kältemaschinenfabrik
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    • F04B2203/0205—Temperature

Definitions

  • the invention relates to a compressor for refrigerants in a cooling circuit with a drive unit designed in particular as an electric motor, a compressor unit formed in particular by a piston compressor, preferably lubricated via an oil circuit, and a compressor housing for receiving at least the compressor unit.
  • the object of the invention is to improve a compressor of the type specified at the outset in such a way that high operational reliability is achieved with simple means.
  • the invention is based on the idea of detecting malfunctions indirectly via the occurrence of body vibrations and possibly counteracting them. Accordingly, a monitoring device for controlling or monitoring the operating state of the Compressor proposed according to mechanical compressor vibrations detected at a measuring point in the area of the compressor housing. This makes it easy to specifically identify compressor-specific problems so that countermeasures can be initiated if necessary.
  • the monitoring device has at least one vibration sensor for detecting the compressor vibrations.
  • This can advantageously be formed by a piezoelectrically operating acceleration sensor for detecting vibration accelerations.
  • the monitoring device has a start-up control stage which is supplied with a start signal when the drive unit starts up. This can respond after a delay time predetermined by a timer after the start signal when impermissible or missing compressor vibrations have been detected, so that serious drive damage can be reliably avoided.
  • the monitoring device has an operating control stage, which responds when a preferably empirically determined upper threshold value of the output signal of the vibration sensor is exceeded, for the detection of liquid strikes in the refrigerant.
  • the monitoring device has a fault display, preferably formed by light-emitting diodes, and / or an acoustic alarm.
  • the monitoring device least has a switching relay to interrupt the power supply to the drive unit.
  • a monitoring device for controlling the operating state of the compressor according to the oil temperature detected at a measuring point in the oil circuit. This prevents a cold start and also impermissible operation when the oil temperature is too low.
  • the monitoring device has a temperature sensor which intervenes in the oil circuit and a switching stage to which the output signal of the temperature sensor is applied for switching off or enabling the drive unit when the output signal falls below or exceeds a lower limit value.
  • an advantageous embodiment provides that the monitoring device has further sensors connected to a common control unit for combined monitoring of operating parameters such as motor winding temperature, compression end temperature in the refrigerant and oil pressure in the oil circuit.
  • the monitoring device can be switched to manual operation stopping the respective monitoring function via switches assigned to individual operating parameters.
  • a further improvement is achieved in that the monitoring device can be reset to a normal operating state for a limited number of resets via a reset unit.
  • the monitoring device has a coupling which is coupled to a timer, preferably by a program. program routine, software-formed switch-on counter for monitoring the switch-on frequency.
  • the monitoring device has a service indicator which is switched as a function of continuously evaluated operating parameters.
  • a particularly compact design is achieved in that the monitoring device is arranged in the terminal box provided for the electrical connection of the drive unit.
  • the invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing.
  • the single figure shows a section through a compressor for refrigerant with a graphically illustrated monitoring device.
  • the compressor serves to compress the refrigerant in a cooling circuit (not specifically shown) and comprises a piston-compressor unit 12 with a drive motor 14, both of which are located in a refrigerant-tight compressor housing 16.
  • a monitoring device 18 is provided, which detects various operating parameters via assigned sensors 20, 22, 24, 26 and, if necessary, automatically takes over protective functions.
  • the use of the monitoring device according to the invention is also conceivable in so-called open compressors, in which the drive is arranged outside the compressor housing and is not touched by the refrigerant.
  • the compressor unit 12 has cylinders 28 in which pistons 30 perform an oscillating stroke movement, with refrigerant being sucked in via a suction port and flow channel 34 on the suction side and via one of them is ejected in the cylinder head 36 in a pressure-tight manner from the pressure-side flow channel 38 and pressure port 40.
  • the pistons 30 are connected via connecting rods 43 to a crankshaft 42 which is coupled to the motor shaft 44 of the drive motor 14.
  • the drive motor 14, which is designed as an electric motor, has a motor winding 46 which is connected in a terminal box 48 to an external power supply.
  • an oil circuit 50 is provided, which communicates with the suction-side flow channel 34 and is thus in contact with the refrigerant flow.
  • the monitoring device 18 has a vibration sensor 20 for detecting mechanical body vibrations.
  • the vibration sensor 20 is designed as a piezo-electric accelerometer and is firmly connected to the compressor housing 16 in the area of the terminal box 48.
  • the cylinder head 36 is also well suited as a measuring point.
  • the vibration sensor 20 firstly enables the drive motor 14 to be started up.
  • the monitoring device 18 has a start-up control stage 52 which is acted upon by a start signal when the engine is started and which responds after a predetermined delay time when inadmissible or absent compressor vibrations have been detected.
  • Such vibrational states can occur, for example, in the event of extreme overload or a significant drop below the permissible undervoltage.
  • a further function of the vibration sensor 20 is the detection of liquid strikes, which can occur both in the refrigerant flow of the compressor 10 and in the oil circuit 50 and which are noticeable in large vibration amplitudes of the compressor housing 16.
  • an operational control stage 54 is provided in the monitoring device 18. hen which responds when an upper threshold value of the output signal of the vibration sensor 20 determined empirically in regular operation is exceeded.
  • the sensors 22, 24, 26 designed as temperature sensors enable integrated monitoring of further possible malfunctions.
  • the sensor 22 is provided to detect the oil temperature in the oil circuit 50.
  • a downstream switching stage 56 of the monitoring device 18 ensures that the drive motor 14 is only released when a preset temperature is reached.
  • the oil temperature can also be saved for service determinations. Further monitoring options exist in the detection of the temperature of the motor winding 46 by means of one or more sensors 24, the compression end temperature via the sensor 26 engaging in the pressure-side flow channel 38 and the oil pressure in the oil circuit 50 via a pressure sensor (not shown).
  • the monitoring device For processing and possibly combined evaluation of the sensor signals, the monitoring device has a control unit 58, which is preferably formed by a microprocessor and is connected on the output side to optical and acoustic signal transmitters, not shown. In order to avoid consequential damage, it is provided that the control unit 58 switches off the drive motor 14 via switching relays under certain fault conditions. For manual operation, individual monitoring functions can be stopped using assigned switches.
  • a reset button 62 enables manual resetting in the event of a limited number of detected faults in emergency operation.
  • the service display 64 signals required maintenance depending on the continuously evaluated operating conditions.
  • the invention relates to a compressor for refrigerants in a cooling circuit with a drive unit 12, a compressor unit 12, preferably lubricated via an oil circuit 50, and a compressor housing 16 for receiving at least the compressor unit 12 and, if appropriate, the drive unit 12
  • a monitoring device 18 is provided which controls the operating state of the compressor in accordance with mechanical compressor vibrations detected at a measuring point in the area of the compressor housing 16.

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Abstract

The invention relates to a compressor for a refrigerating agent in a cooling circuit. Said compressor comprises a drive unit (12), a compressor unit which is preferably lubricated by means of an oil circuit (50), and a compressor housing (16) for receiving at least the compressor unit (12) and optionally the drive unit (12). A monitoring device (18) is provided for detecting cases of malfunction. The monitoring device controls the operating state of the compressor according to mechanical vibrations of the same, said vibrations being detected on a measuring point in the region of the compressor housing (16).

Description

Verdichter für Kältemittel in einem Kühlkreislauf Compressor for refrigerants in a cooling circuit
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft einen Verdichter für Kältemittel in einem Kühlkreislauf mit einer insbesondere als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinheit, einer insbesondere durch einen Kolbenverdichter gebildeten, vorzugsweise über einen Olkreislauf geschmierten Verdichtereinheit und einem Verdichtergehäuse zur Aufnahme zumindest der Verdichtereinheit.The invention relates to a compressor for refrigerants in a cooling circuit with a drive unit designed in particular as an electric motor, a compressor unit formed in particular by a piston compressor, preferably lubricated via an oil circuit, and a compressor housing for receiving at least the compressor unit.
Beim Einsatz solcher Verdichter in Kältemaschinen beispielsweise zur Kühlung von Tiefkühlgut können im Störungsfall schon nach kurzer Zeit erhebliche Folgeschäden auftreten. Um dies zu verhindern, ist es bekannt, auf Temperatur- oder Druckaufnehmern basierende Einzelgeräte zur Fehlerer- kennung heranzuziehen. In der Praxis wird allerdings vor allem aus Kostengründen häufig auf die aufwendige Montage gesonderter Geräte verzichtet, was dann im Störungsfall oft zu Totalschäden am Verdichter führt.When such compressors are used in refrigeration machines, for example for cooling frozen goods, considerable consequential damage can occur after a short time in the event of a fault. To prevent this, it is known to use individual devices based on temperature or pressure sensors for fault detection. In practice, however, the costly assembly of separate devices is often dispensed with, primarily for cost reasons, which then often leads to total damage to the compressor in the event of a fault.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ver- dichter der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln eine hohe Betriebssicherheit erreicht wird.Proceeding from this, the object of the invention is to improve a compressor of the type specified at the outset in such a way that high operational reliability is achieved with simple means.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 bzw. 7 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To achieve this object, the combination of features specified in claims 1 and 7 is proposed. Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.
Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, Fehlfunktionen mittelbar über das Auftreten von Körperschwingungen zu erfassen und gegebenenfalls entgegenzuwirken. Dementsprechend wird erfindungsgemäß eine Überwachungseinrichtung zur Steuerung bzw. Kontrolle des Betriebszustandes des Verdichters nach Maßgabe von an einer Meßstelle im Bereich des Verdichtergehäuses erfaßten mechanischen Verdichterschwingungen vorgeschlagen. Damit wird es auf einfache Weise möglich, verdichterspezifische Probleme gezielt zu erkennen, um gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einleiten zu können.The invention is based on the idea of detecting malfunctions indirectly via the occurrence of body vibrations and possibly counteracting them. Accordingly, a monitoring device for controlling or monitoring the operating state of the Compressor proposed according to mechanical compressor vibrations detected at a measuring point in the area of the compressor housing. This makes it easy to specifically identify compressor-specific problems so that countermeasures can be initiated if necessary.
In bevorzugter Ausführung weist die Überwachungseinrichtung mindestens einen Vibrationssensor zur Erfassung der Verdichterschwingungen auf. Dieser kann vorteilhafterweise durch einen piezoelektrisch arbeitenden Be- schleunigungssensor zur Erfassung von Schwingbeschleunigungen gebildet sein.In a preferred embodiment, the monitoring device has at least one vibration sensor for detecting the compressor vibrations. This can advantageously be formed by a piezoelectrically operating acceleration sensor for detecting vibration accelerations.
Um Anlaufprobleme zu erkennen, ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung eine beim Anlauf der Antriebseinheit mit einem Startsignal beaufschlagte Anlaufkontrollstufe aufweist. Diese kann nach Ablauf einer mittels eines Zeitgebers vorgegebenen Verzögerungszeit nach dem Startsignal bei Erfassung unzulässiger oder ausbleibender Verdichterschwingungen ansprechen, so daß schwerwiegende Antriebsschäden zuverlässig vermieden werden.In order to identify start-up problems, it is advantageous if the monitoring device has a start-up control stage which is supplied with a start signal when the drive unit starts up. This can respond after a delay time predetermined by a timer after the start signal when impermissible or missing compressor vibrations have been detected, so that serious drive damage can be reliably avoided.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Überwachungseinrichtung eine bei Überschreiten eines vorzugsweise empirisch ermittelten oberen Schwellenwerts des Ausgangssignals des Vibrationssensors ansprechende Betriebskontrollstufe zur Er- kennung von Flüssigkeitsschlägen im Kältemittel aufweist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the monitoring device has an operating control stage, which responds when a preferably empirically determined upper threshold value of the output signal of the vibration sensor is exceeded, for the detection of liquid strikes in the refrigerant.
Zur weiteren Fehlerbehandlung ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung eine vorzugsweise durch Leuchtdioden gebildete Störungsanzeige und/oder einen akustischen Alarmgeber aufweist. Um Totalschäden zu verhindern, ist es von Vorteil, wenn die Überwachungseinrichtung minde- stens ein Schaltrelais zur Unterbrechung der Stromzufuhr der Antriebseinheit aufweist.For further error handling, it is advantageous if the monitoring device has a fault display, preferably formed by light-emitting diodes, and / or an acoustic alarm. To prevent total damage, it is advantageous if the monitoring device least has a switching relay to interrupt the power supply to the drive unit.
Als weiterer Aspekt oder Variante der Erfindung wird eine Überwachungsein- richtung zur Steuerung des Betriebszustandes des Verdichters nach Maßgabe der an einer Meßstelle im Olkreislauf erfaßten Öltemperatur vorgeschlagen. Damit läßt sich ein Kaltstart und auch ein unzulässiger Betrieb bei zu tiefer Öltemperatur ausschließen. Hierfür ist es vorteilhaft, wenn die Überwachungseinrichtung einen in den Olkreislauf eingreifenden Tempera- tursensor und eine mit dem Ausgangssignal des Temperatursensors beaufschlagte Schaltstufe zur Abschaltung bzw. Freischaltung der Antriebseinheit bei Unterschreiten bzw. Überschreiten eines unteren Grenzwerts des Ausgangssignals aufweist.As a further aspect or variant of the invention, a monitoring device for controlling the operating state of the compressor according to the oil temperature detected at a measuring point in the oil circuit is proposed. This prevents a cold start and also impermissible operation when the oil temperature is too low. For this purpose, it is advantageous if the monitoring device has a temperature sensor which intervenes in the oil circuit and a switching stage to which the output signal of the temperature sensor is applied for switching off or enabling the drive unit when the output signal falls below or exceeds a lower limit value.
Im Hinblick auf eine integrierte handhabungsfreundliche Funktion sieht eine vorteilhafte Ausführung vor, daß die Überwachungseinrichtung weitere an eine gemeinsame Steuereinheit angeschlossene Sensoren zur kombinierten Überwachung von Betriebsparametern wie Motorenwicklungstemperatur, Verdichtungsendtemperatur im Kältemittel und Öldruck im Olkreislauf auf- weist.With regard to an integrated, user-friendly function, an advantageous embodiment provides that the monitoring device has further sensors connected to a common control unit for combined monitoring of operating parameters such as motor winding temperature, compression end temperature in the refrigerant and oil pressure in the oil circuit.
Um auch bei erkannter Fehlfunktion der Sensorik einen Notbetrieb zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß die Überwachungseinrichtung über einzelnen Betriebsparametern zugeordnete Schalter auf einen die jeweilige Überwachungsfunktion stillsetzenden Handbetrieb umschaltbar ist. Eine weitere Verbesserung wird dadurch erreicht, daß die Überwachungseinrichtung über eine Rückstelleinheit gegebenenfalls für eine begrenzte Anzahl von Rücksetzungen in einen Normalbetriebszustand rücksetzbar ist. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Überwachungseinrich- tung einen mit einem Zeitgeber gekoppelten, vorzugsweise durch eine Pro- grammroutine softwaremäßig gebildeten Einschaltzähler zur Überwachung der Einschalthäufigkeit auf.In order to enable emergency operation even when a malfunction of the sensor system is detected, it is proposed that the monitoring device can be switched to manual operation stopping the respective monitoring function via switches assigned to individual operating parameters. A further improvement is achieved in that the monitoring device can be reset to a normal operating state for a limited number of resets via a reset unit. According to a further advantageous embodiment, the monitoring device has a coupling which is coupled to a timer, preferably by a program. program routine, software-formed switch-on counter for monitoring the switch-on frequency.
Zur gezielten Wartung ist es von Vorteil, wenn die Überwachungseinrichtung eine in Abhängigkeit von fortlaufend ausgewerteten Betriebsparametern geschaltete Serviceanzeige aufweist.For targeted maintenance, it is advantageous if the monitoring device has a service indicator which is switched as a function of continuously evaluated operating parameters.
Eine besonders kompakte Bauform wird dadurch erreicht, daß die Überwachungseinrichtung in dem zum elektrischen Anschluß der Antriebseinheit vorgesehenen Klemmenkasten angeordnet ist.A particularly compact design is achieved in that the monitoring device is arranged in the terminal box provided for the electrical connection of the drive unit.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung in schemati- scher Weise dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Schnitt durch einen Verdichter für Kältemittel mit einer schaubildlich dargestellten Überwachungseinrichtung.The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. The single figure shows a section through a compressor for refrigerant with a graphically illustrated monitoring device.
Der insgesamt mit 10 bezeichnete Verdichter dient zur Kompression des Kältemittels in einem nicht eigens dargestellten Kühlkreislauf und umfaßt eine Kolbenverdichtereinheit 12 mit einem Antriebsmotor 14, die sich beide in einem kältemitteldichten Verdichtergehäuse 16 befinden. Zur Überwachung des Betriebszustandes des Verdichters 10 ist eine Überwachungseinrichtung 18 vorgesehen, welche verschiedene Betriebsparameter über zugeordnete Sensoren 20, 22, 24, 26 erfaßt und gegebenenfalls automatisch Schutzfunktionen übernimmt. Grundsätzlich ist der Einsatz der erfindungs- gemäßen Überwachungseinrichtung auch bei so genannten offenen Verdichtern denkbar, bei denen der Antrieb außerhalb des Verdichtergehäuses angeordnet ist und nicht vom Kältemittel berührt wird.The compressor, designated as a whole by 10, serves to compress the refrigerant in a cooling circuit (not specifically shown) and comprises a piston-compressor unit 12 with a drive motor 14, both of which are located in a refrigerant-tight compressor housing 16. To monitor the operating state of the compressor 10, a monitoring device 18 is provided, which detects various operating parameters via assigned sensors 20, 22, 24, 26 and, if necessary, automatically takes over protective functions. In principle, the use of the monitoring device according to the invention is also conceivable in so-called open compressors, in which the drive is arranged outside the compressor housing and is not touched by the refrigerant.
Die Verdichtereinheit 12 weist Zylinder 28 auf, in denen Kolben 30 eine os- zillierende Hubbewegung ausführen, wobei Kältemittel über einen Saugstutzen und saugseitigen Strömungskanal 34 angesaugt und über einen davon im Zylinderkopf 36 druckdicht getrennten druckseitigen Strömungskanal 38 und Druckstutzen 40 ausgestoßen wird. Zu diesem Zweck sind die Kolben 30 über Pleuel 43 mit einer Kurbelwelle 42 verbunden, welche mit der Motorwelle 44 des Antriebsmotors 14 gekoppelt ist. Der als Elektromotor aus- geführte Antriebsmotor 14 weist eine Motorenwicklung 46 auf, die in einem Klemmenkasten 48 an eine externe Stromversorgung angeschlossen ist. Zur Schmierung der Verdichtereinheit 12 ist ein Olkreislauf 50 vorgesehen, welcher mit dem saugseitigen Strömungskanal 34 kommuniziert und damit in Kontakt mit dem Kältemittelstrom steht.The compressor unit 12 has cylinders 28 in which pistons 30 perform an oscillating stroke movement, with refrigerant being sucked in via a suction port and flow channel 34 on the suction side and via one of them is ejected in the cylinder head 36 in a pressure-tight manner from the pressure-side flow channel 38 and pressure port 40. For this purpose, the pistons 30 are connected via connecting rods 43 to a crankshaft 42 which is coupled to the motor shaft 44 of the drive motor 14. The drive motor 14, which is designed as an electric motor, has a motor winding 46 which is connected in a terminal box 48 to an external power supply. To lubricate the compressor unit 12, an oil circuit 50 is provided, which communicates with the suction-side flow channel 34 and is thus in contact with the refrigerant flow.
Die Überwachungseinrichtung 18 weist einen Vibrationssensor 20 zur Erfassung von mechanischen Körperschwingungen auf. Der Vibrationssensor 20 ist als piezoelektrisch arbeitender Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet und im Bereich des Klemmenkastens 48 fest mit dem Verdichtergehäuse 16 verbunden. Grundsätzlich ist auch der Zylinderkopf 36 als Meßstelle gut geeignet.The monitoring device 18 has a vibration sensor 20 for detecting mechanical body vibrations. The vibration sensor 20 is designed as a piezo-electric accelerometer and is firmly connected to the compressor housing 16 in the area of the terminal box 48. In principle, the cylinder head 36 is also well suited as a measuring point.
Der Vibrationssensor 20 ermöglicht zum einen eine Anlaufkontrolle des Antriebsmotors 14. Zu diesem Zweck weist die Überwachungseinrichtung 18 eine beim Motorstart mit einem Startsignal beaufschlagte Anlaufkontrollstufe 52 auf, welche nach Ablauf einer vorgegebenen Verzögerungszeit bei Erfassung unzulässiger oder ausbleibender Verdichterschwingungen anspricht. Solche Schwingungszustände können beispielsweise bei extremer Überlastung oder erheblicher Unterschreitung der zulässigen Unterspannung auf- treten.The vibration sensor 20 firstly enables the drive motor 14 to be started up. For this purpose, the monitoring device 18 has a start-up control stage 52 which is acted upon by a start signal when the engine is started and which responds after a predetermined delay time when inadmissible or absent compressor vibrations have been detected. Such vibrational states can occur, for example, in the event of extreme overload or a significant drop below the permissible undervoltage.
Eine weitere Funktion des Vibrationssensors 20 besteht in der Erkennung von Flüssigkeitsschlägen, wie sie sowohl im Kältemittelstrom des Verdichters 10 als auch im Olkreislauf 50 auftreten können und sich in großen Schwin- gungsamplituden des Verdichtergehäuses 16 bemerkbar machen. Hierfür ist eine Betriebskontrollstufe 54 in der Überwachungseinrichtung 18 vorgese- hen, welche bei Überschreiten eines empirisch im regulären Betrieb ermittelten oberen Schwellenwerts des Ausgangssignals des Vibrationssensors 20 anspricht.A further function of the vibration sensor 20 is the detection of liquid strikes, which can occur both in the refrigerant flow of the compressor 10 and in the oil circuit 50 and which are noticeable in large vibration amplitudes of the compressor housing 16. For this purpose, an operational control stage 54 is provided in the monitoring device 18. hen which responds when an upper threshold value of the output signal of the vibration sensor 20 determined empirically in regular operation is exceeded.
Neben dem Vibrationssensor 20 ermöglichen die als Temperaturfühler ausgeführten Sensoren 22, 24, 26 eine integrierte Überwachung weiterer möglicher Störungsfälle. Der Sensor 22 ist dazu vorgesehen, die Öltemperatur im Olkreislauf 50 zu erfassen. Eine nachgeordnete Schaltstufe 56 der Überwachungseinrichtung 18 sorgt dafür, daß der Antriebsmotor 14 erst bei Errei- chen einer Vorgabetemperatur freigeschaltet wird. Zusätzlich läßt sich die Öltemperatur auch für Servicefestlegungen speichern. Weitere Überwachungsmöglichkeiten bestehen in der Erfassung der Temperatur der Motorwicklung 46 mittels einem oder mehreren Sensoren 24, der Verdichtungsendtemperatur über den in den druckseitigen Strömungskanal 38 eingreifen- den Sensor 26 und des Öldrucks im Olkreislauf 50 über einen nicht gezeigten Druckaufnehmer.In addition to the vibration sensor 20, the sensors 22, 24, 26 designed as temperature sensors enable integrated monitoring of further possible malfunctions. The sensor 22 is provided to detect the oil temperature in the oil circuit 50. A downstream switching stage 56 of the monitoring device 18 ensures that the drive motor 14 is only released when a preset temperature is reached. In addition, the oil temperature can also be saved for service determinations. Further monitoring options exist in the detection of the temperature of the motor winding 46 by means of one or more sensors 24, the compression end temperature via the sensor 26 engaging in the pressure-side flow channel 38 and the oil pressure in the oil circuit 50 via a pressure sensor (not shown).
Zur Verarbeitung und gegebenenfalls kombinierten Auswertung der Sensorsignale weist die Überwachungseinrichtung eine vorzugsweise durch einen Mikroprozessor gebildete Steuereinheit 58 auf, welche ausgangsseitig mit nicht gezeigten optischen und akustischen Signalgebern verbunden ist. Um Folgeschäden zu vermeiden, ist es vorgesehen, daß die Steuereinheit 58 unter bestimmten Fehlerbedingungen den Antriebsmotor 14 über Schaltrelais abschaltet. Für einen Handbetrieb lassen sich einzelne Überwachungs- funktionen über zugeordnete Schalter stillsetzen. Eine Reset-Taste 62 ermöglicht die manuelle Rücksetzung bei einer begrenzten Anzahl von erkannten Störungen im Notbetrieb. Die Serviceanzeige 64 signalisiert erforderliche Wartungen in Abhängigkeit von den fortlaufend ausgewerteten Betriebsbedingungen. Zusammenfassend ist folgendes festzuhalten: Die Erfindung betrifft einen Verdichter für Kältemittel in einem Kühlkreislauf mit einer Antriebseinheit 12, einer vorzugsweise über einen Olkreislauf 50 geschmierten Verdichtereinheit 12 und einem Verdichtergehäuse 16 zur Aufnahme zumindest der Verdich- tereinheit 12 und gegebenenfalls der Antriebseinheit 12. Zur Erkennung von Störungsfällen ist eine Überwachungseinrichtung 18 vorgesehen, welche den Betriebszustandes des Verdichters nach Maßgabe von an einer Meßstelle im Bereich des Verdichtergehäuses 16 erfaßten mechanischen Verdichterschwingungen kontrolliert. For processing and possibly combined evaluation of the sensor signals, the monitoring device has a control unit 58, which is preferably formed by a microprocessor and is connected on the output side to optical and acoustic signal transmitters, not shown. In order to avoid consequential damage, it is provided that the control unit 58 switches off the drive motor 14 via switching relays under certain fault conditions. For manual operation, individual monitoring functions can be stopped using assigned switches. A reset button 62 enables manual resetting in the event of a limited number of detected faults in emergency operation. The service display 64 signals required maintenance depending on the continuously evaluated operating conditions. In summary, the following can be stated: The invention relates to a compressor for refrigerants in a cooling circuit with a drive unit 12, a compressor unit 12, preferably lubricated via an oil circuit 50, and a compressor housing 16 for receiving at least the compressor unit 12 and, if appropriate, the drive unit 12 In the event of malfunctions, a monitoring device 18 is provided which controls the operating state of the compressor in accordance with mechanical compressor vibrations detected at a measuring point in the area of the compressor housing 16.

Claims

Patentansprücheclaims
1. Verdichter für Kältemittel in einem Kühlkreislauf mit einer insbesondere als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinheit (12), einer insbesondere durch einen Kolbenverdichter gebildeten, vorzugsweise über einen Olkreislauf (50) geschmierten Verdichtereinheit (12) und einem Verdichtergehäuse (16) zur Aufnahme zumindest der Verdichtereinheit (12) und gegebenenfalls der Antriebseinheit (12), gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung (18) zur Kontrolle des Betriebszustan- des des Verdichters nach Maßgabe von an einer Meßstelle im Bereich des Verdichtergehäuses (16) erfaßten mechanischen Verdichterschwingungen.Compressor for refrigerants in a cooling circuit with a drive unit (12), in particular an electric motor, a compressor unit (12), in particular formed by a piston compressor, preferably lubricated via an oil circuit (50), and a compressor housing (16) for receiving at least the compressor unit ( 12) and optionally the drive unit (12), characterized by a monitoring device (18) for checking the operating state of the compressor in accordance with mechanical compressor vibrations detected at a measuring point in the area of the compressor housing (16).
2. Verdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Über- wachungseinrichtung (18) mindestens einen Vibrationssensor (20) zur2. Compressor according to claim 1, characterized in that the monitoring device (18) at least one vibration sensor (20) for
Erfassung von Verdichterschwingungen aufweist.Has detection of compressor vibrations.
3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) einen piezoelektrisch arbeitenden Be- schleunigungssensor (20) zur Erfassung von Schwingbeschleunigungen aufweist.3. Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the monitoring device (18) has a piezoelectrically operating acceleration sensor (20) for detecting vibration accelerations.
4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) eine beim Anlauf der An- triebseinheit (12) mit einem Startsignal beaufschlagte Anlaufkontrollstufe (52) aufweist.4. Compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the monitoring device (18) has a start-up control stage (52) which is acted upon by a start signal when the drive unit (12) starts up.
5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaufkontrollstufe (52) nach Ablauf einer mittels eines Zeitgebers vorge- gebenen Verzögerungszeit nach dem Startsignal bei Erfassung unzulässiger oder ausbleibender Verdichterschwingungen anspricht. 5. Compressor according to claim 4, characterized in that the start-up control stage (52) responds after a delay time specified by a timer after the start signal upon detection of inadmissible or absent compressor vibrations.
6. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) eine bei Überschreiten eines vorzugsweise empirisch ermittelten oberen Schwellenwerts des Ausgangssignals des Vibrationssensors (20) ansprechende Betriebskontrollstufe (54) zur Erkennung von Flüssigkeitsschlägen im Verdichter aufweist.6. Compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the monitoring device (18) has a responsive when a preferably empirically determined upper threshold of the output signal of the vibration sensor (20) responsive operating control stage (54) for detecting liquid hammer in the compressor.
7. Verdichter für Kältemittel in einem Kühlkreislauf mit einer insbesondere als Elektromotor ausgebildeten Antriebseinheit ( 12), einer insbesondere durch einen Kolbenverdichter gebildeten, über einen Olkreislauf (50) geschmierten Verdichtereinheit (12) und einem Verdichtergehäuse (16) zur Aufnahme zumindest der Verdichtereinheit (12) und gegebenenfalls der Antriebseinheit (12), gekennzeichnet durch eine Überwachungs- einrichtung (18) zur Steuerung des Betriebszustandes des Verdichters nach Maßgabe der an einer Meßstelle im Olkreislauf (50) erfaßten Öltemperatur.7. Compressor for refrigerant in a cooling circuit with a drive unit (12), in particular designed as an electric motor, a compressor unit (12), in particular formed by a piston compressor, lubricated via an oil circuit (50), and a compressor housing (16) for receiving at least the compressor unit (12 ) and optionally the drive unit (12), characterized by a monitoring device (18) for controlling the operating state of the compressor in accordance with the oil temperature detected at a measuring point in the oil circuit (50).
8. Verdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Über- wachungseinrichtung (18) einen in den Olkreislauf (50) eingreifenden8. Compressor according to claim 7, characterized in that the monitoring device (18) engages in the oil circuit (50)
Temperatursensor (22) und eine mit dem Ausgangssignal des Temperatursensors (22) beaufschlagte Schaltstufe (56) zur Abschaltung bzw. Freischaltung der Antriebseinheit (12) bei Unterschreiten bzw. Überschreiten eines unteren Grenzwerts des Ausgangssignals aufweist.Temperature sensor (22) and a switching stage (56) acted upon by the output signal of the temperature sensor (22) for switching off or enabling the drive unit (12) when the output signal falls below or exceeds a lower limit value.
Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) eine vorzugsweise durch Leuchtdioden gebildete Störungsanzeige aufweist. Compressor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the monitoring device (18) has a fault indicator, which is preferably formed by light-emitting diodes.
10. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) einen akustischen Alarmgeber aufweist.10. Compressor according to one of claims 1 to 9, characterized in that the monitoring device (18) has an acoustic alarm.
11. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) mindestens ein Schaltrelais zur Unterbrechung der Stromzufuhr der Antriebseinheit (12) aufweist.11. Compressor according to one of claims 1 to 10, characterized in that the monitoring device (18) has at least one switching relay for interrupting the power supply of the drive unit (12).
12. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) weitere an eine gemeinsame Steuereinheit (58) angeschlossene Sensoren (24,26) zur kombinierten Überwachung von Betriebsparametern wie Motorenwicklungstemperatur, Verdichtungsendtemperatur im Kältemittel und Öl- druck im Olkreislauf (50) aufweist.12. Compressor according to one of claims 1 to 11, characterized in that the monitoring device (18) further sensors (24, 26) connected to a common control unit (58) for combined monitoring of operating parameters such as motor winding temperature, compression end temperature in the refrigerant and oil pressure in the oil circuit (50).
13. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) über einzelnen Betriebsparametern zugeordnete Schalter (60) auf einen die jeweilige Überwachungsfunktion stillsetzenden Handbetrieb umschaltbar ist.13. Compressor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the monitoring device (18) via individual operating parameters associated switch (60) can be switched over to a manual mode stopping the respective monitoring function.
14. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) über eine Rückstelleinheit (62) gegebenenfalls für eine begrenzte Anzahl von Rückset- zungen in einen Normalbetriebszustand rücksetzbar ist.14. Compressor according to one of claims 1 to 13, characterized in that the monitoring device (18) via a reset unit (62) can optionally be reset to a normal operating state for a limited number of resets.
15. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) einen mit einem Zeitgeber gekoppelten, vorzugsweise durch eine Programmroutine softwa- remäßig gebildeten Einschaltzähler zur Überwachung der Einschalthäufigkeit aufweist. 15. Compressor according to one of claims 1 to 14, characterized in that the monitoring device (18) has a switch-on counter which is coupled to a timer and is preferably software-formed by a program routine for monitoring the switch-on frequency.
16. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) eine in Abhängigkeit von fortlaufend ausgewerteten Betriebsbedingungen geschaltete Ser- viceanzeige (64) zur Signalisierung erforderlicher Wartungen aufweist.16. Compressor according to one of claims 1 to 15, characterized in that the monitoring device (18) has a service indicator (64) switched as a function of continuously evaluated operating conditions for signaling required maintenance.
17. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (18) in dem zum elektrischen Anschluß der Antriebseinheit (12) vorgesehenen Klemmenka- sten (48) angeordnet ist. 17. Compressor according to one of claims 1 to 16, characterized in that the monitoring device (18) is arranged in the terminal box (48) provided for the electrical connection of the drive unit (12).
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