Verdichtereinheit und Nutzfahrzeug mit einer eine solche Verdichtereinheit umfassenden Kühlmaschine Compressor unit and commercial vehicle with a cooling unit comprising such a compressor unit
Die Erfindung betrifft eine Verdichtereinheit zum The invention relates to a compressor unit for
Verdichten von Kältemittel und ein Nutzfahrzeug mit einer Kältemaschine, die eine solche Verdichtereinheit umfasst. Compressing refrigerant and a commercial vehicle with a refrigeration machine comprising such a compressor unit.
Bei solchen Kältemaschinen wird ein zu kühlendes Medium durch einen Wärmetauscher geleitet, durch den gleichzeitig in räumlicher Trennung, jedoch in wärmeleitendem Kontakt mit dem kühlenden Medium ein Kältemittel strömt. Das In such chillers, a medium to be cooled is passed through a heat exchanger through which a refrigerant flows simultaneously in spatial separation, but in heat-conducting contact with the cooling medium. The
Kältemittel expandiert in einer endothermen Reaktion in dem Wärmetauscher (Verdampfer) und entzieht dadurch dem zu kühlenden Medium Wärme. Das aus dem Verdampfer- Wärmetauscher austretende Kältemittel wird von der Refrigerant expands in an endothermic reaction in the heat exchanger (evaporator), thereby removing heat from the medium to be cooled. The emerging from the evaporator heat exchanger refrigerant is from the
Verdichtereinheit in einem Ansaugstrom angesaugt, wieder verdichtet und in den einen weiteren Wärmetauscher Compressor unit sucked in a suction, again compressed and in the other heat exchanger
(Kondensator) ausgestoßen, wo es verflüssigt, um dann, üblicherweise über eine Drossel, wieder in den Verdampfer- Wärmetauscher geleitet zu werden. (Condenser) ejected, where it liquefies to then, usually via a throttle, to be returned to the evaporator heat exchanger.
Kältemaschinen mit Verdichtern zum Verdichten von Chillers with compressors for compacting
Kältemittel werden in der heutigen Zeit in vielen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt. Nur beispielhaft seien die Klimatisierung von Passagierbereichen in Fahrzeugen oder auch von Wohn- oder Gewerberäumen, sowie eine Kühlung im Supermarkt-, Industrie- und Marinebereich, oder aber auch
im Bereich der so genannten "Transportkälte" genannt. Refrigerants are used today in many areas of daily life. For example, the air conditioning of passenger areas in vehicles or residential or commercial premises, as well as cooling in the supermarket, industrial and marine sectors, or even in the field of what is known as "transport refrigeration".
"Transportkälte" wird benötigt, wenn temperaturempfindliche Güter vom Erzeuger zum Weiterverarbeiter, Händler oder Endverbraucher transportiert werden. Für diese "Transport refrigeration" is needed when transporting temperature-sensitive goods from the producer to the processor, trader or end consumer. For this
Transportaufgaben werden in großem Umfang Nutzfahrzeuge mit thermisch isolierten Aufbauten eingesetzt, die jeweils mit einer Kältemaschine ausgestattet sind, um das in dem vom Aufbau umschlossenen Laderaum verstaute Gut beim Transport bei einer vorgegebenen Temperatur zu halten. Transport tasks are widely used commercial vehicles with thermally insulated structures, each equipped with a chiller to keep the stored in the construction space enclosed cargo during transport at a predetermined temperature.
Eine für diese Zwecke geeignete Transportkältemaschine ist aus der EP 1 046 543 B1 bekannt. Diese für eine Vielzahl vergleichbar konzipierter Kältemaschinen exemplarische Maschine ist so aufgebaut, dass sie als selbstständige Baueinheit an dem jeweiligen Nutzfahrzeug montiert werden kann. Eine Besonderheit gegenüber anderen bekannten, auf ähnlichen Konzepten beruhenden Transportkühleinrichtungen besteht darin, dass bei der aus der EP 1 046 543 B1 A transport refrigerating machine suitable for this purpose is known from EP 1 046 543 B1. This exemplified for a variety of refrigerators designed machine is designed so that it can be mounted as a separate unit to the respective commercial vehicle. A special feature over other known, based on similar concepts Transportkühleinrichtungen is that in the EP 1 046 543 B1
bekannten Maschine der Verdichter von einem elektrischen Antriebsmotor angetrieben wird. Die elektrische Energie zum Antrieb des Motors wird von einer ebenfalls in der known machine, the compressor is driven by an electric drive motor. The electrical energy to drive the engine is from a likewise in the
Kältemaschine eingebauten Verbrennungsmotor-Generator- Kombination zur Verfügung gestellt, die jeweils in einem stationären, leistungsoptimierten Betriebspunkt betrieben werden kann. Verdichter und Antriebsmotor bilden bei der bekannten Kältemaschine eine Verdichtereinheit, die mittels eines Antriebsmotor und Verdichter gemeinsam aufnehmenden Gehäuses voll- oder halbhermetisch gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist. Kennzeichen solcher voll- oder Chiller built-in combustion engine generator combination provided, which can be operated in each case in a stationary, performance-optimized operating point. Compressor and drive motor form in the known refrigerating machine, a compressor unit, which is complete by means of a drive motor and compressor housing together fully or semi-hermetically sealed to the environment. Characteristics of such full or
halbhermetisch abgeschlossener Verdichtereinheiten ist, dass Antriebsmotor und Verdichter eine gemeinsame Welle aufweisen und keine besondere Abdichtung der Welle des
Verdichters gegen einen Austritt von Kältefluid in die Umgebung oder den Antriebsmotor erforderlich ist, da durch die hermetische Abschirmung von Verdichter und semi-hermetically sealed compressor units is that the drive motor and compressor have a common shaft and no special sealing of the shaft of the Compressor against leakage of refrigerant fluid into the environment or the drive motor is required, as by the hermetic shielding of compressor and
Antriebsmotor sicher verhindert wird, dass Kältefluid in die Umgebung gelangt und dem Kältekreislauf entzogen wird. Gleichzeitig kann bei einer gemeinsamen hermetischen Drive motor is reliably prevented that refrigerant fluid enters the environment and is removed from the refrigeration cycle. At the same time can be at a common hermetic
Kapselung von Antriebsmotor und Verdichter das Kältefluid zum Kühlen des Antriebsmotors genutzt werden. Encapsulation of drive motor and compressor, the refrigerant fluid can be used to cool the drive motor.
Aus der DE 10 2010 022 993 A1 ist eine auf einem ähnlichen Konzept beruhende Transportkältemaschine zum Kühlen des Innenraums eines Kofferaufbaus eines Kühlfahrzeugs bekannt. Auch bei dieser Maschine bilden der Antriebsmotor und der Verdichter eine Verdichtereinheit. Jedoch ist hier der Antriebsmotor mit seinem eigenen ihn dicht umschließenden Gehäuse an das ebenfalls eigene Gehäuse des Verdichters angeflanscht, so dass die Antriebswellen von Antriebsmotor und Verdichter koaxial zueinander ausgerichtet und direkt miteinander verbunden sein können. Bei dem Verdichter handelt es sich in diesem Fall um einen so genannten From DE 10 2010 022 993 A1 a based on a similar concept transport refrigeration machine for cooling the interior of a box body of a refrigerated vehicle is known. Also in this machine, the drive motor and the compressor form a compressor unit. However, here the drive motor is flanged with its own tightly enclosing him housing to the also own housing of the compressor, so that the drive shafts of the drive motor and compressor coaxially aligned with each other and can be directly connected. The compressor is in this case a so-called
"offenen Verdichter". Bei diesem Verdichtertyp ist die Öffnung, aus der seine Antriebswelle austritt, mittels einer gegen die Antriebswelle wirkenden Wellendichtung gegenüber der jeweiligen Umgebung abgedichtet. Allerdings ist diese Abdichtung nicht hermetisch, da aufgrund der Relativbewegung zwischen Dichtung und drehender "open compressor". In this type of compressor, the opening from which its drive shaft exits, sealed by means of a shaft seal acting against the drive shaft relative to the respective environment. However, this seal is not hermetic, because due to the relative movement between the seal and rotating
Antriebswelle das im Verdichtergehäuse unter Druck an der Wellendichtung anstehende Kältefluid durch den Dichtspalt, in dem die Relativbewegung stattfindet, ausgeschleppt wird. Das aus dem Verdichter austretende Kältemittel gelangt so unkontrolliert in das Motorgehäuse des angeflanschten Drive shaft in the compressor housing under pressure at the shaft seal pending refrigerant fluid through the sealing gap in which the relative movement takes place is dragged out. The refrigerant leaving the compressor enters the motor housing of the flanged valve in an uncontrolled manner
Antriebsmotors und expandiert dort. Infolgedessen steigt
der Druck innerhalb des Motorgehäuses mit zunehmender Menge an eingeschlepptem Kältemittel an. Um zu verhindern, dass es in Folge dieses Druckanstiegs zu einer Beschädigung des Antriebsmotors kommt, ist an dem Motorgehäuse ein Ventil vorgesehen, das bei Erreichen eines Grenzdrucks öffnet, so dass das Kältemittel kontrolliert in die Umgebung austreten kann . Drive engine and expanded there. As a result, rises the pressure inside the motor housing with increasing amount of introduced refrigerant. In order to prevent damage to the drive motor as a result of this increase in pressure, a valve is provided on the motor housing which opens when a limiting pressure is reached, so that the refrigerant can escape into the environment in a controlled manner.
Der Vorteil eines auf einem offenen Verdichter beruhenden Maschinenkonzepts besteht in einer erhöhten The advantage of a machine based on an open compressor is increased
Wartungsfreundlichkeit und einer verbesserten Serviceability and improved
Energieeffizienz. Auch kann der Vorteil der verbesserten Kühlung, den eine hermetisch abgekapselte Anordnung von Antriebsmotor und Verdichter in einem gemeinsamen Gehäuse hat, unter normalen Betriebsbedingungen bei Verwendung einer auf einem offenen Verdichter beruhenden Energy efficiency. Also, the advantage of the improved cooling that a hermetically sealed arrangement of drive motor and compressor has in a common housing can be achieved under normal operating conditions using an open compressor
Verdichtereinheit der voranstehend erläuterten Art dadurch kompensiert werden, dass der Antriebsmotor gezielt in einem Kühlluftström positioniert wird, der durch die Compressor unit of the type described above are compensated by the fact that the drive motor is selectively positioned in a Kühlluftström, by the
Kältemaschine geleitet wird. Jedoch steigen im praktischen Fahrbetrieb bei besonders hohen Umgebungstemperaturen die Betriebstemperaturen des Antriebsmotors so stark an, dass unter solch extremen Bedingungen zusätzliche Maßnahmen zur Kühlung des Motors erforderlich sind. Chiller is passed. However, in practical driving at particularly high ambient temperatures, the operating temperatures of the drive motor increase so much that additional measures for cooling the engine are required under such extreme conditions.
Um auch bei einer ebenfalls auf einem offenen Verdichter basierenden Verdichtereinheit, bei der der Antriebsmotor direkt an den Verdichter angeflanscht ist, eine Kühlung des Antriebsmotors durch Kältemittel zu ermöglichen, ist in der DE 101 01 975 A1 vorgeschlagen worden, Kältemittel im In order to allow a cooling of the drive motor by means of refrigerant also in a likewise based on an open compressor compressor unit in which the drive motor is flanged directly to the compressor, has been proposed in DE 101 01 975 A1, refrigerant in
Kreislauf über einen separaten äußeren Kühlmittelpfad aus dem Verdichtergehäuse in das Motorgehäuse und von dort über
einen in die gemeinsame Antriebswelle von Verdichter und Antriebsmotor eingeformten Kanal zurück in den Verdichter zu führen. Das so durch das Motorgehäuse strömende Circuit via a separate outer coolant path from the compressor housing in the motor housing and from there via to lead a channel formed in the common drive shaft of the compressor and the drive motor back into the compressor. The so flowing through the motor housing
Kältemittel transportiert die vom Antriebsmotor produzierte Abwärme ab, so dass schädliche Temperaturspitzen vermieden werden. Allerdings setzt dies nicht nur eine vergleichbar komplizierte Gestaltung der Bauteile voraus, die von dem aus dem Motorgehäuse zurück in den Verdichter geleiteten Kältemittel durchflössen werden, sondern auch eine Refrigerant removes the waste heat produced by the drive motor so that harmful temperature peaks are avoided. However, this requires not only a comparatively complicated design of the components, which are flowed through by the out of the motor housing back into the compressor refrigerant, but also a
druckfeste Auslegung des Motorgehäuses voraus. Beispiele für solche Verdichtereinheiten-Konzepte sind aus der pressure-resistant design of the motor housing ahead. Examples of such compressor unit concepts are from the
US 2,864,551 und der US 6,871,512 B2 bekannt. No. 2,864,551 and US Pat. No. 6,871,512 B2.
Zu erwähnen ist in diesem Zusammenhang auch, dass bei stationär betriebenen Kältemaschinen bereits eine Kühlung des Antriebsmotors mittels Wasserkühlung vorgeschlagen worden ist. It should also be mentioned in this connection that cooling of the drive motor by means of water cooling has already been proposed for stationary refrigerators.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Verdichtereinheit zu schaffen, bei der mit einfachen Against the background of the above-described prior art, the object of the invention to provide a compressor unit, in which simple
Mitteln auch bei einem Betrieb unter extremen Means even when operating under extreme conditions
Umgebungstemperaturen optimale Betriebstemperaturen sicher eingehalten werden können. Ambient temperatures optimum operating temperatures can be safely met.
Ebenso sollte ein Nutzfahrzeug mit einer Kältemaschine geschaffen werden, bei dem auch unter hohen Likewise, a commercial vehicle with a chiller should be created in which even under high
Umgebungstemperaturen eine hohe Betriebssicherheit Ambient temperatures a high level of operational safety
gewährleistet ist. is guaranteed.
In Bezug auf die Verdichtereinheit ist diese Aufgabe in erfindungsgemäßer Weise dadurch gelöst worden, dass eine
solche Verdichtereinheit die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale besitzt. With respect to the compressor unit, this object has been achieved according to the invention in that a such compressor unit has the features specified in claim 1.
Hinsichtlich des Nutzfahrzeugs besteht die Lösung der oben angegebenen Aufgabe darin, dass bei der Kältemaschine eines solchen Nutzfahrzeugs eine erfindungsgemäße With regard to the commercial vehicle, the solution of the above-mentioned object is that in the refrigerator of such a commercial vehicle, an inventive
Verdichtereinheit zum Einsatz kommt. Compressor unit is used.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke näher erläutert. Advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims and are explained in more detail below as the general inventive concept.
Eine erfindungsgemäße Verdichtereinheit zum Verdichten von Kältemittel umfasst somit in Übereinstimmung mit dem eingangs erläuterten Stand der Technik einen elektrischen Antriebsmotor, der ein den Antriebsmotor gegenüber der Umgebung abkapselndes Motorgehäuse aufweist, und einen durch den Antriebsmotor angetriebenen Verdichter zum A compressor unit according to the invention for compressing refrigerant thus comprises, in accordance with the prior art described above, an electric drive motor having a motor housing which encapsulates the drive motor from the environment, and a compressor driven by the drive motor
Verdichten eines vom Verdichter als Kältemittel-Ansaugstrom angesaugten Kältemittels. Erfindungsgemäß ist nun das Motorgehäuse des Antriebsmotors zumindest abschnittsweise mindestens von einem Teilstrom des Kältemittel-Ansaugstroms umströmt, wobei die Umströmung nicht notwendig konstant, sondern bedarfsweise erfolgen kann. Erfindungsgemäß wird somit das Motorgehäuse des Antriebsmotors von dem Compressing a refrigerant drawn from the compressor as a refrigerant suction flow. According to the invention, the motor housing of the drive motor is now at least partially flowed around at least by a partial flow of the refrigerant suction flow, wherein the flow around is not necessarily constant, but may be required. According to the invention thus the motor housing of the drive motor of the
Kältemittelstrom angeströmt, der zur Verdichtereinheit strömt. Typischerweise wird der Antriebsmotor dazu in dem Kältemittel-Ansaugstrom angeordnet, der, nachdem er den mit der erfindungsgemäßen Verdichtereinheit verkoppelten Flowed refrigerant flow, which flows to the compressor unit. Typically, the drive motor is arranged in the refrigerant suction stream which, after having coupled it to the compressor unit according to the invention
Wärmetauscher passiert hat, auf dem Weg zurück zum Heat exchanger has happened, on the way back to
Verdampfer ist.
Anders als bei den bekannten Konzepten, muss somit bei einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit aufgrund dessen, dass bei ihr kein komprimiertes Kältefluid in den vom Evaporator is. Unlike the known concepts, therefore, in a compressor unit according to the invention due to the fact that in her no compressed refrigerant fluid in the vom
Motorgehäuse umschlossenen Motorraum geleitet wird, auch das Motorgehäuse selbst keinen besonderen Anforderungen genügen. Es können somit weitestgehend konventionell ausgelegte Komponenten zum Einsatz kommen, wodurch sich die Kosten für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Motor housing enclosed engine compartment is passed, even the motor housing itself do not meet any special requirements. It can thus be used as far as possible conventionally designed components, resulting in the cost of producing a novel
Verdichtereinheit minimieren lassen. Minimize compressor unit.
Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Verdichtereinheit an jeder Stelle im Ansaugstrom des Verdichters angeordnet werden, an der das Motorgehäuse des Antriebmotors in für den Wärmeabtransport ausreichender Weise von dem zur In principle, the compressor unit according to the invention can be arranged at any point in the intake flow of the compressor, at which the motor housing of the drive motor in sufficient for heat dissipation from the to
Ansaugseite des Verdichters zurückströmenden Intake side of the compressor flowing back
Kältemittelstrom umströmt wird. Eine als kompakte Refrigerant flow is flowed around. One as compact
Baueinheit fertig vormontierbare Ausgestaltung der Unit ready pre-assembled design of
Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass sie einen Motorgehäusemantel umfasst, der das Motorgehäuse zumindest abschnittsweise unter Ausbildung eines mit einem The invention is characterized in that it comprises a motor housing jacket, which at least partially the motor housing to form a with a
Ansauganschluss des Verdichters verbundenen Strömungskanal einhaust, durch den im Kühlbetrieb der Kältemittel- Ansaugstrom strömt. Ansauganschluss the compressor connected flow channel einhaust through which flows in the cooling operation of the refrigerant suction flow.
Der Motorgehäusemantel kann dabei das Motorgehäuse The motor housing jacket can be the motor housing
zumindest umfangsseitig vollständig mit einem gewissen Abstand ummanteln, so dass zwischen der Innenumfangsfläche des Mantels und der Außenumfangsfläche des Antriebmotors ein umlaufender, als Kanal für das Kältemittel dienender Spalt ausgebildet ist. Genauso ist es selbstverständlich möglich, jeweils nur an den Stellen des Motorgehäuses, an denen es zu einer besonders starken Wärmeentwicklung kommt
oder an denen eine besonders effektive Wärmeabfuhr möglich ist, mittels einer geeigneten Ummantelung einen At least circumferentially completely encase with a certain distance, so that between the inner peripheral surface of the shell and the outer peripheral surface of the drive motor, a circumferential, serving as a channel for the refrigerant gap is formed. It is equally possible, of course, only at the points of the motor housing, where it comes to a particularly strong heat or where a particularly effective heat dissipation is possible, by means of a suitable sheath a
Strömungskanal für den Kältemittel-Ansaugstrom auszubilden. Auch ist es denkbar, nach Art von Kühlschlangen einen rohrförmigen Kanal um das Motorgehäuse zu legen, durch den der Kältemittel-Ansaugstrom strömt und der in einem gut leitenden thermischen Kontakt mit dem Motorgehäuse steht. Ebenso kann es zweckmäßig sein, den das Motorgehäuse einhausenden Mantel so auszubilden, dass der Kältemittel- Ansaugstrom die vom Verdichter abgewandte Stirnseite des Motorgehäuses anströmt und sich von dort ausgehend Forming flow channel for the refrigerant suction flow. It is also conceivable, in the manner of cooling coils, to place a tubular channel around the motor housing, through which the refrigerant suction flow flows and which is in good thermal contact with the motor housing. Likewise, it may be expedient to design the jacket housing the motor housing in such a way that the refrigerant suction stream flows against the end face of the motor housing facing away from the compressor and starts from there
ebenfalls wie ein Mantel um das Motorgehäuse legt. also like a coat around the motor housing lays.
In vielen Anwendungsfällen wird es bei mittleren oder niedrigen Umgebungstemperaturen ausreichen, wenn die vom Antriebsmotor einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit erzeugte Wärme in konventioneller Weise durch einen In many applications, it will be sufficient at medium or low ambient temperatures when the heat generated by the drive motor of a compressor unit according to the invention in a conventional manner by a
Luftstrom oder desgleichen abgeführt wird und die Airflow or the like is discharged and the
erfindungsgemäße Kühlung durch den Kältemittel-Ansaugstrom erst bei hohen Temperaturen zum Einsatz kommt. Cooling according to the invention by the refrigerant suction flow is used only at high temperatures.
Dementsprechend ist bei einer praxisgerechten Ausgestaltung der Erfindung eine Regeleinrichtung zum Einstellen des Kältemittel-Ansaugstroms vorgesehen, der das Motorgehäuse umströmt. Diese Regeleinrichtung kann beispielsweise so eingestellt werden, dass der kühlende Kältemittelstrom nur dann um das Motorgehäuse geleitet wird, wenn eine bestimmte hohe Außentemperatur überschritten wird. Der zusätzliche Energieaufwand, der für die Verdichtung des durch die Abwärme des Antriebs einer erfindungsgemäßen Accordingly, in a practical embodiment of the invention, a control device for adjusting the refrigerant suction flow is provided, which flows around the motor housing. This control device can be set, for example, so that the cooling refrigerant flow is passed only to the motor housing when a certain high outside temperature is exceeded. The additional energy required for the compression of the waste heat of the drive of a device according to the invention
Verdichtereinheit zusätzlich erwärmten Kältemittels muss dann nur in diesem Betriebszustand aufgebracht werden.
Auch bei einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit lässt sich eine besonders kompakte Bauform dadurch Compressor unit additionally heated refrigerant must then be applied only in this operating condition. Even with a compressor unit according to the invention, a particularly compact design can be characterized
bewerkstelligen, dass der Antriebsmotor mit seinem accomplish that the drive motor with his
Motorgehäuse dicht an eine ihm zugeordnete Seite eines Gehäuses des Verdichters angeschlossen ist und dass Motor housing is tightly connected to an associated side of a housing of the compressor and that
gleichzeitig die miteinander verbundenen Antriebswellen von Antriebsmotor und Verdichter koaxial zueinander at the same time the interconnected drive shafts of drive motor and compressor coaxial with each other
ausgerichtet sind. are aligned.
Soll dabei nach dem Muster des Standes der Technik ein offener Verdichter zum Einsatz kommen, der kostengünstig erhältlich und mit vergleichbar geringem Aufwand gewartet werden kann, so können dazu der vom Motorgehäuse umgrenzte Motorraum und der vom Gehäuse des Verdichters umgrenzte Kurbelraum gegeneinander mittels einer gegen die If, according to the pattern of the prior art, an open compressor is used which can be inexpensively maintained and maintained with comparatively little effort, then the engine compartment delimited engine compartment and the crankcase bounded by the housing of the compressor can move against each other by means of a counter to the
Antriebswelle von Verdichter oder Antriebsmotor wirkenden Abdichtung abgedichtet sein. Auch hier wird es im Betrieb im Bereich des zwischen der stehenden Dichtung und der jeweiligen rotierenden Antriebswelle technisch unvermeidbar vorhandenen Dichtspalts zum Ausschleppen eines Drive shaft of compressor or drive motor acting seal to be sealed. Again, it is in operation in the range between the stationary seal and the respective rotating drive shaft technically unavoidable sealing gap for removing a
Leckagestroms aus dem Verdichter kommen, der dann in das Motorgehäuse eindringt. Der Leckagestrom besteht dabei aus Kältemittel oder Öl, das im Kurbelraum des Verdichters vorhanden ist, wobei Kältemittel und Öl selbstverständlich auch als Gemisch austreten können. Um die ausgeschleppte Leckagemenge so gering wie möglich zu halten, kann es zweckmäßig sein, die Abdichtung als Wellendichtungspaket auszubilden, das durch mindestens zwei in Achsrichtung der Antriebswellen von Verdichter und Antriebsmotor mit Abstand zueinander angeordnete Wellendichtungen gebildet ist, die zwischen sich einen Dichtungsraum begrenzen. Bei einer derartigen Kaskade von mehreren Wellendichtungen stellt
jede einzelne Wellendichtung ein erneutes Hindernis für ein Durchdringen von Kältemittel oder Öl in den Motorraum dar. Leakage flow coming from the compressor, which then penetrates into the motor housing. The leakage flow consists of refrigerant or oil, which is present in the crankcase of the compressor, wherein refrigerant and oil can of course escape as a mixture. In order to keep the entrained leakage amount as low as possible, it may be appropriate to form the seal as a shaft seal package, which is formed by at least two in the axial direction of the drive shafts of the compressor and drive motor with spaced shaft seals, which define a sealing space between them. In such a cascade of multiple shaft seals each shaft seal is a further obstacle to the passage of refrigerant or oil into the engine compartment.
Allerdings lässt sich mit den derzeit verfügbaren However, with the currently available
Abdichtungen nie vollständig verhindern, dass bei einem offenen Verdichter Kältemittel oder Öl über den Dichtspalt der Abdichtung in das Motorgehäuse gelangt. Das in den vom Motorgehäuse umschlossenen Motorraum gelangende Kältemittel expandiert wegen des dort niedrigeren Drucks, wodurch es zu einem Druckanstieg im Motorgehäuse kommt. Um dennoch ein leichtes und kostengünstig aus einem dünnen Blechmaterial oder desgleichen hergestelltes Motorgehäuse einsetzen zu können, kann bei einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit mindestens ein Auslass zum Ablassen von Kältemittel, Öl oder sonstigen Rückständen vorgesehen sein, die als Never completely prevent seals from leaking into the motor housing through the sealing gap of the seal in an open compressor. The refrigerant entering the engine compartment enclosed in the engine compartment expands due to the lower pressure there, resulting in a pressure increase in the engine housing. In order nevertheless to be able to use a light and cost-effective motor housing produced from a thin sheet metal material or the like, at least one outlet for discharging refrigerant, oil or other residues may be provided in a compressor unit according to the invention
Leckagestrom über die Abdichtung aus dem Gehäuse des Leakage current through the seal from the housing of the
Verdichters in das Motorgehäuse eintreten. Compressor enter the motor housing.
Im Fall, dass zur Abdichtung des Verdichtergehäuses gegenüber der Antriebswelle ein Wellendichtungspaket mit einem darin eingeschlossenen Dichtungsraum vorgesehen ist, kann es dazu zweckmäßig sein, einen solchen Auslass an den Dichtungsraum der Abdichtung anzuschließen. Auf diese Weise kann das aus dem Verdichter ausgeschleppte Leckagevolumen abgezogen werden, bevor es in den vom Motorgehäuse In the event that for sealing the compressor housing relative to the drive shaft, a shaft seal package is provided with a sealing space enclosed therein, it may be expedient to connect such an outlet to the seal chamber of the seal. In this way, the leaking from the compressor leakage volume can be deducted before it in the motor housing
umschlossenen Motorraum gelangt. Alternativ oder ergänzend kann es ebenso zweckmäßig sein, auch den Motorraum gegen einen zu hohen Überdruck der in ihm herrschenden Atmosphäre dadurch abzusichern, dass in dem Motorgehäuse vorhandenes und gasförmig expandiertes Kältemittel über einen Auslass abgelassen werden kann.
Sofern vorhanden, erweist es sich selbstverständlich als zweckmäßig, den jeweils vorgesehenen Auslass mit einem Auslassventil zu versehen. Dies kann insbesondere dann zweckmäßig sein, wenn der Auslass in die Umgebung geführt ist, da so ein kontrolliertes Ablassen möglich ist. Das jeweilige Auslassventil kann dabei so gestaltet und enclosed engine compartment passes. Alternatively or additionally, it may also be expedient to also protect the engine compartment against an excessively high overpressure of the atmosphere prevailing in it by virtue of the fact that refrigerant present in the engine housing and gaseously expanded can be discharged via an outlet. If available, it is of course expedient to provide the outlet provided in each case with an outlet valve. This can be particularly useful when the outlet is guided into the environment, as a controlled deflation is possible. The respective exhaust valve can be designed and
ausgelegt sein, dass es sich selbsttätig öffnet, wenn der innerhalb des Motorraums oder innerhalb des Dichtungsraums in Folge der Verdampfung oder des Eindringens von be designed so that it opens automatically when inside the engine compartment or within the seal chamber as a result of evaporation or the penetration of
eingeschlepptem Kältemittel ansteigende Druck einen entrained refrigerant increasing pressure
Grenzdruck überschreitet. Exceeds limit pressure.
Die Belastung der Umwelt durch aus der Verdichtereinheit austretendes Kältefluid kann dadurch minimiert werden, dass der Ausgang mindestens einer der jeweils vorgesehenen The pollution of the environment by leaking from the compressor unit refrigerant fluid can be minimized in that the output of at least one of each provided
Auslässe in dem Kältemittel-Ansaugstrom mündet. In diesem Fall wird also das in den Motorraum des Antriebsmotors oder den Dichtungsraum des Wellendichtungspakets eindringende Kältemittel nicht mehr in die Umgebung entlassen, sondern direkt wieder in den Kältemittelkreislauf zurückgeführt. Auf diese Weise steht eine Verdichtereinheit zur Verfügung, bei der zwar ein offener Verdichter mit einem bei Erreichen eines Überdrucks ebenso öffnenden Motorgehäuse miteinander kombiniert sind und der dementsprechend kostengünstig hergestellt und gewartet werden kann, bei dem aber dennoch sichergestellt ist, dass trotz eines unvermeidbaren Outlets in the refrigerant suction flow opens. In this case, therefore, the coolant entering the engine compartment of the drive motor or the seal chamber of the shaft seal package is no longer discharged into the environment, but returned directly to the refrigerant circuit. In this way, a compressor unit is available, in which, although an open compressor combined with an opening when an overpressure equally opening motor housing and can therefore be manufactured and maintained inexpensively, but nevertheless ensures that, despite an unavoidable
Leckagestroms allenfalls minimale Kältemittelmengen in die freie Umgebung gelangen. Leakage flow at best minimal amounts of refrigerant into the free environment.
Um jede Gefahr des Entstehens eines zu hohen Drucks im Motorgehäuse zu vermeiden, kann es dabei sinnvoll sein, bei Erreichen eines bestimmten Grenzdrucks im Motorraum das
dort vorhandene, zu Gas expandierte Kältemittel in die Umgebung zu entlassen, wogegen im Bereich der Abdichtung aufgefangenes Leckagevolumen, bestehend aus Kältemittel, Öl oder sonstigen Rückständen, direkt wieder in den In order to avoid any risk of excessive pressure in the motor housing, it may be useful when reaching a certain limit pressure in the engine compartment There existing, expanded to gas refrigerant to discharge into the environment, whereas in the area of the seal trapped leakage volume, consisting of refrigerant, oil or other residues, directly back into the
Kältemittel-Ansaugstrom zurückgeführt wird. Die Refrigerant intake flow is returned. The
Druckentlastung des Motorgehäuses setzt auch bei dieser Ausgestaltung im Sinne einer Notfunktion nur in dem selten eintretenden Fall ein, wenn die durch die Abdichtung in das Motorgehäuse eingeschleppte Kältemittelmenge größer ist als die aus dem Dichtungsraum zuvor aufgefangene Pressure relief of the motor housing is also in this embodiment in the sense of an emergency function only in the rarely occurring case when the entrained by the seal in the motor housing refrigerant is greater than the previously collected from the seal chamber
Kältemittelmenge . Amount of refrigerant.
Die Effektivität der Abfuhr von Kältemittel aus dem The effectiveness of the removal of refrigerant from the
optional im Bereich der Abdichtung vorhandenen optional in the area of sealing existing
Dichtungsraum kann dadurch erhöht werden, dass der Sealing space can be increased by the fact that
Strömungskanal einen Bypass-Abschnitt aufweist und dass eine Regeleinrichtung zum Regeln des Kältemittel- Durchflusses durch den Bypass-Abschnitt vorgesehen ist. Ein solcher Bypass-Abschnitt des Strömungskanals für den Flow channel has a bypass section and that a control device is provided for regulating the refrigerant flow through the bypass section. Such a bypass section of the flow channel for the
Kältemittelansaugstrom kann strömungstechnisch optimiert so ausgelegt werden, dass das durch den Bypass zur Ansaugseite des Verdichters strömende Kältemittel das aus dem Refrigerant suction flow can be optimized in terms of flow so that the refrigerant flowing through the bypass to the suction side of the compressor flows out of the
Auslassventil austretende Kältemittel mitreißt und von der Wellendichtung abführt. Exhaust valve entrains escaping refrigerant and dissipates from the shaft seal.
Grundsätzlich zeigen sich die Vorteile einer Basically, the advantages of a
erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Verdichtereinheit bei allen Kältemaschinen, die bei hohen Temperaturen betrieben werden müssen und bei denen es möglich ist, den zum inventive design of a compressor unit in all chillers that must be operated at high temperatures and in which it is possible to the
Verdichter zurückgeführten Kältemittelstrom um das Compressor recirculated refrigerant flow to the
Motorgehäuse zu leiten. Als besonders vorteilhaft erweist sich diese Möglichkeit bei Nutzfahrzeugen mit einem
Laderaum und einer Kältemaschine zum Temperieren der im Laderaum enthaltenen Atmosphäre. Da solche Nutzfahrzeuge bei stark unterschiedlichen Temperaturen eingesetzt werden, erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn gerade die bei ihnen vorgesehenen Kühlmaschinen eine in To guide the motor housing. This possibility proves to be particularly advantageous in commercial vehicles with a Cargo space and a chiller for tempering the atmosphere contained in the hold. Since such commercial vehicles are used at very different temperatures, it proves to be particularly advantageous if just the cooling machines provided for them in a
erfindungsgemäßer Weise ausgebildete und damit hoch trained according to the invention and thus high
effektiv kühlbare Verdichtereinheit umfasst. effectively coolable compressor unit includes.
Jedoch erweist sich diese Möglichkeit ebenso auch im However, this possibility also turns out to be the case
Bereich der Busklimatisierung, der Bahnklimatisierung und der Transportkälte als allgemein vorteilhaft. Im Gedanken der vorliegenden Erfindung sind demnach auch Vorrichtungen zur Klimatisierung von Bussen und Bahnen, beispielsweise Eisenbahnen, Stadtbahnen etc. mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Verdichtereinheit, sowie Busse und Bahnen mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Verdichtereinheit enthalten. Ferner sind auch Transport kältevorrichtungen im allgemeinen Sinne, beispielsweise für Seecontainer, Area of bus air conditioning, railway air conditioning and transport refrigeration as generally advantageous. Accordingly, devices for air conditioning buses and trains, for example railways, light rail vehicles etc. with a compressor unit designed according to the invention, as well as buses and trains with a compressor unit designed according to the invention are also included in the idea of the present invention. Furthermore, transport refrigeration devices in the general sense, for example, for sea containers,
Eisenbahnwagen und Kühlcontainer für Straßen- und/oder Schienentransport mit einer erfindungsgemäß ausgestalteten Verdichtereinheit versehen . Railroad cars and refrigerated containers for road and / or rail transport provided with an inventively designed compressor unit.
Wie schon erwähnt, kann je nach Auslegung nur ein Teilstrom des als Sauggas vom Verdichter einer erfindungsgemäßen Verdichtereinheit angesaugten Kältemittel-Ansaugstroms oder das gesamte Sauggas zur Kühlung des Motors vorgesehen sein. Somit kann je nach Anwendung eine gewünschte Wärmemenge durch das Sauggas vom Motor abgeführt werden. Dies schließt selbstverständlich die Möglichkeiten, die gesamte As already mentioned, depending on the design, only a partial flow of the refrigerant suction stream sucked in as the suction gas by the compressor of a compressor unit according to the invention or the entire suction gas can be provided for cooling the engine. Thus, depending on the application, a desired amount of heat can be dissipated by the suction gas from the engine. This of course excludes the possibilities, the whole
Wärmemenge, die im Bereich des Motors entsteht, über den Kältemittel-Ansaugstrom abzuführen .
Optional kann ein Rest der im Bereich des Antriebsmotors entstehenden Wärme über die natürliche Wärmeabstrahlung des Motorgehäuses, wiederum optional forciert durch einen gegen das Motorgehäuse oder seine Ummantelung geblasenen Amount of heat generated in the area of the engine to dissipate via the refrigerant suction flow. Optionally, a remainder of the heat generated in the region of the drive motor can be boosted by the natural heat radiation of the motor housing, in turn optionally forced by a blown against the motor housing or its casing
Luftstrom, abgeführt werden. Damit können insbesondere luftgekühlte Kühlvorrichtungen auf eine gewünschte Größe dimensioniert, insbesondere verkleinert werden. Alternativ ist es möglich, bei einer entsprechenden Dimensionierung der Anlagenteile auf eine Luftkühlung auch gänzlich zu verzichten . Airflow, be dissipated. Thus, in particular air-cooled cooling devices can be dimensioned to a desired size, in particular reduced in size. Alternatively, it is possible to completely dispense with an appropriate dimensioning of the system parts to an air cooling.
Für die ebenfalls bereits erwähnte Möglichkeit, den For the already mentioned possibility, the
jeweiligen zum Kühlen um das Motorgehäuse oder entlang von diesem geleiteten Kältemittel-Ansaugstrom zu regeln, können beispielsweise regelbare Strömungsquerschnitte für das Sauggas, das der Kühlung dient, implementiert werden. For example, regulated flow cross sections for the suction gas used for cooling can be implemented for controlling the respective refrigerant suction flow for cooling around the motor housing or along the same.
Hierzu geeignete Einrichtungen sind beispielsweise Ventile oder Blenden. Regelparameter kann dabei beispielsweise die Temperatur des Motors oder des Motorgehäuses sein. Suitable devices for this purpose are, for example, valves or diaphragms. Control parameters can be, for example, the temperature of the motor or the motor housing.
Als Verdichter kann in einer erfindungsgemäßen As a compressor, in an inventive
Verdichtereinheit jeder regelbare Verdichter, insbesondere ein Axialkolbenverdichter mit stufenloser Hubregelung, wie ein Taumelscheibenverdichter oder Schwenkscheibenverdichter zur Anwendung kommen. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der im vom Verdichtergehäuse umgrenzten Volumen, d. h. im Kurbelraum, vorhandene Verdichterdruck zweckmäßigerweise größer oder gleich dem Saugdruck und kleiner oder gleich dem Hochdruck ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Compressor unit each controllable compressor, in particular an axial piston compressor with stepless stroke control, such as a swash plate compressor or swash plate compressor are used. It should be noted at this point that the in the compressor housing bounded volume, ie in the crankcase, existing compressor pressure is expediently greater than or equal to the suction pressure and less than or equal to the high pressure. Hereinafter, the invention with reference to a
Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher Embodiment illustrative drawing closer
erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: explained. Each show schematically:
Fig. 1 eine erste Ausführung einer Verdichtereinheit in einem Längsschnitt; Fig. 1 shows a first embodiment of a compressor unit in a longitudinal section;
Fig. 2 eine zweite Ausführung einer Verdichtereinheit in einem Längsschnitt. Fig. 2 shows a second embodiment of a compressor unit in a longitudinal section.
Die in den Figuren dargestellten Verdichtereinheiten V1,V2 umfassen jeweils einen elektrisch betriebenen Antriebsmotor 1 und einen Verdichter 2. Der Verdichter 2 ist in der Schwenkscheiben-Bauart ausgeführt. Es versteht sich jedoch von selbst, dass alternativ jede andere Verdichter-Bauart eingesetzt werden kann, also beispielsweise ein The compressor units V1, V2 shown in the figures each include an electrically driven drive motor 1 and a compressor 2. The compressor 2 is designed in the swash plate design. However, it goes without saying that, alternatively, any other type of compressor can be used, so for example one
Scrollverdichter, ein Drehkolbenverdichter, ein Scroll compressor, a rotary compressor, a
Radialkolbenverdichter oder ein Axialkolbenverdichter mit konstantem Kolbenhub. Radial piston compressor or an axial piston compressor with constant piston stroke.
Der Verdichter 2 dient zum Verdichten eines Kältemittels, bei dem es sich beispielsweise um ein handelsübliches synthetisches oder natürliches Kältemittel handelt. The compressor 2 is used for compressing a refrigerant, which is, for example, a commercially available synthetic or natural refrigerant.
Zum Verdichten umfasst der Verdichter 2 Kolben 3,4. Die Kolben 3,4 sind in Zylinderräumen 5,6 linear hin- und herbewegbar angeordnet, die in einem Zylinderblock 7 eingeformt sind. Die Kolben 3,4 sind jeweils über einen Pleuel 8,9 und jeweils einen Gleitstein 10,11 an einer Schwenkscheibe 12 angelenkt. In dem Zylinderblock 7 ist zusätzlich eine Antriebswelle 13 des Verdichters 2 mit ihrem vom Antriebsmotor 1 abgewandten Ende gelagert.
Die Schwenkscheibe 12 steht mit der Antriebswelle 13 drehfest in Wirkeingriff. Sie ist jedoch relativ zur For compression, the compressor 2 comprises pistons 3,4. The pistons 3, 4 are linearly reciprocable in cylinder chambers 5, 6, which are formed in a cylinder block 7. The pistons 3, 4 are each articulated via a connecting rod 8, 9 and in each case one sliding block 10, 11 to a swivel disk 12. In addition, a drive shaft 13 of the compressor 2 with its end remote from the drive motor 1 is mounted in the cylinder block 7. The swash plate 12 is rotatably in operative engagement with the drive shaft 13. It is relative to
Antriebswelle 13 um eine normal zur Antriebswelle 13 ausgerichtete und die Antriebswelle 13 durchstoßende Drive shaft 13 to a normal to the drive shaft 13 aligned and the drive shaft 13 piercing
Schwenkachse schwenkbar und so in ihrer Neigung gegenüber der Antriebswelle 13 verstellbar. Die sich dabei ergebenden Schwenkrichtungen sind in den Figuren durch einen Pivoting pivot axis and so in their inclination relative to the drive shaft 13 adjustable. The resulting pivoting directions are in the figures by a
Doppelpfeil 14 verdeutlicht. Double arrow 14 illustrates.
Durch eine Änderung des zwischen der Antriebswelle 13 und der Schwenkscheibe 12 eingeschlossenen Neigungswinkels ß kann der Hub der Kolben 3,4 und damit das geometrische Hubvolumen stufenlos eingestellt werden. Je weiter der Neigungswinkel ß von 90° abweicht, d. h. je kleiner der Neigungswinkel ß wird, desto größer wird das Fördervolumen, da der Hub der Kolben 3,4 entsprechend größer wird. Bei alternativen, hier nicht gezeigten Ausführungsformen kann die Schwenkscheibe 12 auch die Form eines Schwenkringes haben . By changing the enclosed between the drive shaft 13 and the swash plate 12 inclination angle ß the stroke of the piston 3,4 and thus the geometric displacement can be adjusted continuously. The further the inclination angle β deviates from 90 °, d. H. the smaller the angle of inclination β becomes, the larger the delivery volume becomes, since the stroke of the pistons 3,4 becomes correspondingly larger. In alternative, not shown embodiments, the swash plate 12 may also have the shape of a pivot ring.
Der Verdichter 2 weist ein Verdichtergehäuse 15 auf, das einen Kurbelraum 16 umgrenzt. In dem Kurbelraum 16 ist die Schwenkscheibe 12 auf der geführten Antriebswelle 13 gelagert. Dabei herrscht im Kurbelraum 16 ein The compressor 2 has a compressor housing 15, which defines a crank chamber 16. In the crank chamber 16, the swash plate 12 is mounted on the guided drive shaft 13. It is in the crankcase 16 a
Kurbelraumdruck PK, der beim hier beschriebenen Crankcase pressure PK, the here described
Ausführungsbeispiel regelbar ist. Durch Verstellung des Kurbelraumdrucks PK kann in an sich bekannter Weise die Neigung der Schwenkscheibe 12 verstellt und damit Embodiment is adjustable. By adjusting the crank chamber pressure PK can be adjusted in a conventional manner, the inclination of the swash plate 12 and thus
einhergehend das Hub- und Fördervolumen des Verdichters 2 geändert werden. Dies erfolgt dadurch, dass der accompanying the stroke and delivery volume of the compressor 2 are changed. This is done by the fact that the
Kurbelraumdruck PK auf die dem Kurbelraum 16 zugeordnete Seite der Kolben 3,4 arbeitet, so dass bei erhöhtem
Kurbelraumdruck PK der Saugbewegung der Kolben 3,4 eine erhöhte Kraft entgegenwirkt und folglich der bei der Crank chamber pressure PK on the crank chamber 16 associated side of the piston 3,4 works, so that at elevated Crank chamber pressure PK of the suction movement of the piston 3.4 counteracts an increased force and consequently in the
Saugbewegung zurückgelegte Kolbenweg kleiner ist als bei einem niedrigen Kolbenraumdruck PK. Suction movement covered piston travel is smaller than at a low piston chamber pressure PK.
Um die Schmierung der sich im Kurbelraum 16 bewegenden Teile zu sichern, ist im Kurbelraum 16 eine bestimmte To secure the lubrication of moving in the crankcase 16 parts is in the crank chamber 16 a certain
Ölmenge vorhanden, von der jeweils mindestens eine Quantity of oil available, of which at least one
Teilmenge am Boden des Kurbelraums 16 als Ölsumpf S Subset at the bottom of the crank chamber 16 as the oil sump S
sammelt . collects.
Ferner umfasst der Verdichter 2 einen Zylinderkopf 17, in dem ein Saugraum 18, der mit einem Saugdruck beaufschlagt ist, sowie ein Druckraum 19 angeordnet sind, der mit einem Hochdruck beaufschlagt ist. Über den Saugraum 18 gelangt zu verdichtendes Kältemittel über ein Einlassventil 20 in die Zylinderräume 5,6 des Verdichters und wird dort durch die sich hin- und herbewegenden Kolben 3,4 verdichtet. Further, the compressor 2 comprises a cylinder head 17, in which a suction chamber 18, which is acted upon by a suction pressure, and a pressure chamber 19 are arranged, which is acted upon by a high pressure. Via the suction chamber 18 to be compressed refrigerant via an inlet valve 20 into the cylinder chambers 5,6 of the compressor and is there compressed by the reciprocating piston 3,4.
Das verdichtete Kältemittel gelangt durch Auslassventile 21 in den Druckraum 19, von wo aus es über einen hier nicht dargestellten Auslass einem hier ebenfalls nicht gezeigten Wärmetauscher zugeführt wird, durch den die zu kühlende Atmosphäre strömt. The compressed refrigerant passes through outlet valves 21 into the pressure chamber 19, from where it is fed via an outlet, not shown here, to a heat exchanger, also not shown here, through which the atmosphere to be cooled flows.
Der Neigungswinkel ß kann in an sich bekannter Weise durch eine Verstellung des Verdichterdrucks im Kurbelraum 16 verstellt werden. Dazu kann eine ebenfalls an sich The inclination angle ß can be adjusted in a conventional manner by adjusting the compressor pressure in the crank chamber 16. This can also be a se
bekannte, hier nicht gezeigte Regeleinrichtung vorgesehen sein. Für die Erhöhung des Verdichterdrucks ist der known, be provided here, not shown control device. For the increase of the compressor pressure is the
Kurbelraum 16 über eine Druckgasverbindung 22 mit dem
Druckraum 19 und für die Absenkung des Drucks über eine Entlastungsverbindung 23 mit dem Saugraum 18 verbunden. Crank 16 via a compressed gas connection 22 with the Pressure chamber 19 and connected to the lowering of the pressure via a discharge connection 23 to the suction chamber 18.
Bei den hier beschriebenen Beispielen kann die In the examples described here, the
Druckgasverbindung 22 ungeregelt sein, während in der Compressed gas connection 22 be unregulated while in the
Entlastungsverbindung 23 ein Regelventil 24 angeordnet ist. Alternativ kann jedoch auch ein Regelventil 25 in der Relief connection 23 a control valve 24 is arranged. Alternatively, however, a control valve 25 in the
Druckgasverbindung 22 vorgesehen sein oder es kann ein solches Regelventil zusätzlich zum Regelventil 24 in die Druckgasverbindung 22 gesetzt werden, um sowohl die Compressed gas connection 22 may be provided or it may be set in addition to the control valve 24 in the compressed gas connection 22, such a control valve to both the
Druckentlastung als auch die Druckbeaufschlagung jeweils separat regeln zu können. Alternativ zu einem Ventil wären beispielsweise auch verstellbare Blenden oder desgleichen denkbar. Der im Kurbelraum 16 vorherrschende Pressure relief and the pressurization can be regulated separately. As an alternative to a valve, adjustable diaphragms or the like would also be conceivable, for example. The prevailing in the crank chamber 16
Kurbelraumdruck ist größer oder gleich dem Saugdruck und kleiner oder gleich dem Hochdruck, dem das Kältemittel im Druckraum 19 nach dem Verdichten ausgesetzt ist. Crank chamber pressure is greater than or equal to the suction pressure and less than or equal to the high pressure to which the refrigerant is exposed in the pressure chamber 19 after compression.
Mit ihrem vom Zylinderkopf 17 abgewandten Ende ist die Antriebswelle 13 des Verdichters durch eine Öffnung in der dem Antriebsmotor 1 zugeordneten Stirnseite 26 des With its end remote from the cylinder head 17, the drive shaft 13 of the compressor through an opening in the drive motor 1 associated end face 26 of
Verdichtergehäuses 15 geführt und greift dort formschlüssig und verdrehgesichert in eine Aufnahme der Antriebswelle 27 des Antriebsmotors 1. Auf diese Weise ist eine drehfeste, jedoch lösbare Verbindung zwischen den Antriebswellen 13,27 gebildet . Compressor housing 15 is guided there and engages positively and non-rotatably in a receptacle of the drive shaft 27 of the drive motor 1. In this way, a rotationally fixed, but releasable connection between the drive shafts 13,27 is formed.
Die Abdichtung des Verdichtergehäuses 15 gegenüber dem Antriebsmotor 1 erfolgt verdichterseitig durch eine im Bereich der Stirnwandöffnung angeordnete und gegen die Antriebswelle 13 wirkende Stopfbuchse 28.
Zusätzlich ist eine weitere Abdichtung durch eine The sealing of the compressor housing 15 with respect to the drive motor 1 is effected on the compressor side by a stuffing box 28 arranged in the region of the end wall opening and acting against the drive shaft 13. In addition, another seal by a
Wellendichtung 29 gebildet. Die Wellendichtung 29 sitzt dazu in einer stirnseitigen, als Aufnahme ausgebildeten Durchgangsöffnung eines den Antriebsmotor 1 aufnehmenden Motorgehäuses 30 und wirkt ebenfalls gegen die zugeordnete Umfangsfläche der in das Motorgehäuse 30 ragenden Shaft seal 29 formed. To this end, the shaft seal 29 sits in an end opening formed as a receiving opening of a motor housing 30 accommodating the drive motor 1 and also acts against the associated peripheral surface of the motor housing 30 protruding
Antriebswelle 13. Die Stopfbuchse 28 und die Wellendichtung 29 bilden so ein Wellendichtungspaket. Dabei begrenzen sie zwischen sich einen Dichtungsraum 31, der umfangsseitig durch die Innenumfangsflachen der Durchgangsöffnung oder einen dort eingesetzten Halter für die Wellendichtung 29 umgrenzt ist. Drive shaft 13. The gland 28 and the shaft seal 29 thus form a shaft seal package. In doing so, they define between them a sealing space 31 which is delimited on the circumference by the inner peripheral surfaces of the passage opening or a holder for the shaft seal 29 inserted therein.
Der Antriebsmotors 1 ist bei den hier beschriebenen The drive motor 1 is described here
Ausführungsbeispielen an eine Drehzahlregelvorrichtung 32 angeschlossen. Selbstverständlich ist auch ein stationärer, ungeregelter Betrieb möglich, wenn dies für den jeweiligen Einsatzfall ausreicht. Embodiments connected to a speed control device 32. Of course, a stationary, unregulated operation is possible if this is sufficient for the particular application.
Der an sich konventionell aufgebaute Antriebsmotor 1 liegt mit der Stirnseite seines Motorgehäuses 30 dicht an der zugeordneten Stirnseite 26 des Verdichtergehäuses 15 und ist mit dem Verdichtergehäuse 15 in an sich bekannter Weise mittels hier nicht dargestellter Schrauben lösbar The conventionally constructed drive motor 1 is located with the end face of its motor housing 30 close to the associated end face 26 of the compressor housing 15 and is detachable with the compressor housing 15 in a conventional manner by means not shown here screws
verbunden. connected.
Der Antriebsmotor 1 ist von einem Motorgehäusemantel 33 ummantelt, der jeweils mit gleichmäßigem Abstand um die Außenumfangsfläche des Motorgehäuses 30 gelegt ist und zudem mit Abstand die vom Verdichter 2 abgewandte The drive motor 1 is encased by a motor housing shell 33, which is laid in each case at a uniform distance around the outer peripheral surface of the motor housing 30 and also remote from the compressor 2 at a distance
Stirnseite 34 des Motorgehäuses 30 abdeckt. Auf diese Weise ist das Motorgehäuse 30 umfangsseitig und auf an seiner
Stirnseite 34 von einem Spalt 35 umhüllt. Der Front side 34 of the motor housing 30 covers. In this way, the motor housing 30 is circumferentially and on at its End 34 wrapped by a gap 35. Of the
Motorgehäusemantel 33 stößt dabei gegen die Stirnseite 26 des Verdichtergehäuses 15 und ist mit diesem dicht, aber ebenfalls lösbar verbunden. Motor housing jacket 33 abuts against the end face 26 of the compressor housing 15 and is connected to this tight, but also releasably connected.
Über einen nahe dem Verdichter 2 angeordneten Saugauslass 36 ist der vom Motorgehäusemantel 33 umgrenzte Spalt 35 an eine Saugleitung 37 angeschlossen, die zum Saugraum 18 des Verdichters 2 führt. Via a suction outlet 36 arranged close to the compressor 2, the gap 35 delimited by the motor housing jacket 33 is connected to a suction line 37 which leads to the suction chamber 18 of the compressor 2.
Zusätzlich ist in die Stirnseite des Motorgehäusemantels 33 ein Saugeinlass 38 eingeformt, an den eine Abströmleitung 39 des hier nicht gezeigten, von der jeweiligen In addition, in the end face of the motor housing shell 33, a suction inlet 38 is formed, to which an outflow line 39 of the not shown here, of the respective
Verdichtereinheit V1,V2 versorgten Wärmetauschers Compressor unit V1, V2 supplied heat exchanger
angeschlossen ist. connected.
Durch die Abströmleitung 39 strömt ein Kältemittel- Ansaugstrom K von expandiertem Kältemittel zurück zum Through the discharge line 39, a refrigerant suction flow K of expanded refrigerant flows back to
Verdichter 2. Der in den Motorgehäusemantel 33 eintretende Kältemittel-Ansaugstrom K flutet den Spalt 35 und streicht dabei unter Aufnahme von Abwärme des Antriebsmotors 1 über die Außenflächen des Motorgehäuses 30. Anschließend wird der Kältemittel-Ansaugstrom K über die Abströmleitung 39 zur Ansaugseite des Verdichters 2 geleitet, dort in der voranstehend beschriebenen Weise verdichtet und dann wieder dem Wärmetauscher zugeführt. Compressor 2. The refrigerant suction flow K entering the motor casing jacket 33 floods the gap 35, thereby sweeping waste heat of the drive motor 1 over the outer surfaces of the motor casing 30. Next, the refrigerant suction flow K is sent to the suction side of the compressor 2 via the discharge line 39 passed, there compacted in the manner described above and then fed back to the heat exchanger.
Auf diese Weise wird die beim Betrieb des Antriebsmotors 1 entstehende Wärme mithilfe des Kältemittel-Ansaugstroms K sicher aus dem Motorgehäusemantel 33 abgeführt und eine effektive Kühlung des Antriebsmotors 1 auch bei hohen Umgebungstemperaturen gewährleistet .
Wird die jeweilige Verdichtereinheit V1,V2 bei Temperaturen betrieben, die unterhalb einer Höchstgrenze liegen, kann auf eine Durchströmung des Spalts 35 verzichtet werden. Für diesen Fall ist bei der Verdichtereinheit VI eine vom In this way, the heat generated during operation of the drive motor 1 is reliably removed from the motor housing shell 33 by means of the refrigerant suction flow K and ensures effective cooling of the drive motor 1 even at high ambient temperatures. If the respective compressor unit V1, V2 is operated at temperatures which are below a maximum limit, flow through the gap 35 can be dispensed with. In this case, in the compressor unit VI one of
Saugeinlass 38 direkt zur Saugleitung 37 führende und damit den Spalt 35 umgehende Bypass-Leitung 40 vorgesehen, die temperaturabhängig geöffnet oder geschlossen wird. Suction inlet 38 directly to the suction line 37 leading and thus the gap 35 bypassing line 40 provided which is opened or closed depending on the temperature.
Bei der Verdichtereinheit V2 sind Vorkehrungen getroffen worden, um die Entstehung von Überdruck im Motorgehäuse 30 durch einen in das Motorgehäuse 30 über die Dichtspalte der Stopfbuchse 28 und der Wellendichtung 29 unvermeidbar eingeschleppten Leckagestrom L zu verhindern. Dieser Arrangements have been made in the compressor unit V2 to prevent the generation of overpressure in the motor housing 30 by a leakage current L unavoidably introduced into the motor housing 30 via the sealing gaps of the gland 28 and the shaft seal 29. This
Leckagestrom L besteht aus Kältemittel und Öl, und im Leakage flow L consists of refrigerant and oil, and in
Motorgehäuse 30 expandierendes Kältemittel zu verhindern. Zu diesem Zweck ist einerseits aus dem Dichtungsraum 31 eine Ablaufleitung 41a geführt, die an der ümfangsseite des Motorgehäuses 30 im Spalt 35 nahe dem Saugauslass 36 des Motorgehäusemantels 33 mündet. Über die Ablaufleitung 41a läuft in den Dichtungsraum 31 gelangendes Kältemittel ab und wird von dem durch den Spalt 35 strömenden Kältemittel- Ansaugstrom K mitgenommen, bevor es in den vom Motorgehäuse 30 umschlossenen Motorraum gelangt. Engine housing 30 to prevent expanding refrigerant. For this purpose, on the one hand from the seal chamber 31, a drain line 41 a is guided, which opens at the ümfangsseite of the motor housing 30 in the gap 35 near the suction outlet 36 of the motor housing shell 33. About the drain line 41a passes into the sealing chamber 31 reaching refrigerant and is taken from the flowing through the gap 35 refrigerant suction flow K before it enters the engine compartment 30 enclosed by the engine compartment.
Ein weiterer Auslass 41b führt ebenfalls nahe des Another outlet 41b also leads near the
Saugauslasses 36 aus dem Motorgehäuse 30 in den Spalt 35. Über diesen Auslass 41b können Öl und andere flüssige Rückstände, die über den Leckagestrom L in den vom Suction outlet 36 from the motor housing 30 in the gap 35. About this outlet 41 b, oil and other liquid residues, via the leakage flow L in the of
Motorgehäuse 30 umgrenzten Motorraum gelangen und sich in Folge von Schwerkrafteinfluss an dessen in den Figuren dargestellten Einbaulage unterer Seite sammeln, abfließen. Auch die so in den Spalt 35 gelangenden flüssigen
Rückstände werden vom Kältemittel-Ansaugstrom K mitgenommen und beispielsweise in einem hier nicht gezeigten Abscheider vom Kältemittel getrennt. Erforderlichenfalls können die Auslässe 41a, 41b jeweils mit einem bei einem bestimmten Druck in den Auslässen 41a, 41b selbsttätig öffnenden Ventil bestückt sein, das hier nicht dargestellt ist, um Pass motor housing 30 bounded engine compartment and collect as a result of the influence of gravity on the mounting position shown in the figures lower side, drain. Also, the so reaching into the gap 35 liquid Residues are taken from the refrigerant suction flow K and separated, for example, in a separator not shown here from the refrigerant. If necessary, the outlets 41a, 41b can each be equipped with a valve which automatically opens at the outlet 41a, 41b at a certain pressure, which is not shown here
beispielsweise bei stehender Verdichtereinheit V2 ein for example, with stationary compressor unit V2
Eindringen von Kältemittel aus dem Kältemittel-Ansaugstrom K in die Auslässe 41a, 41b zu verhindern. Penetration of refrigerant from the refrigerant suction flow K in the outlets 41 a, 41 b to prevent.
Trotz des Auslasses 41a kann in das Motorgehäuse 30 gelangendes und darin expandierendes Kältemittel in an sich bekannter Weise über ein an den vom Motorgehäuse 30 umschlossenen Motorraum angeschlossenes Entlastungsventil 42 in die freie Umgebung U abgelassen werden, das In spite of the outlet 41a, refrigerant passing into and expanding in the motor housing 30 can be discharged into the free environment U in a manner known per se via a relief valve 42 connected to the engine compartment 30 enclosed by the engine housing 30
selbsttätig öffnet, wenn der Druck im Motorgehäuse 30 einen Grenzwert erreicht. automatically opens when the pressure in the motor housing 30 reaches a limit.
Auch bei der in Fig. 2 dargestellten Verdichtereinheit V2 ist eine Bypass-Leitung 43 vorgesehen, die in diesem Fall jedoch in den Motorgehäusemantel 33 integriert ist. Durch eine Ventilkombination 44 kann der Durchfluss durch den Spalt 35 oder die Bypass-Leitung 43 der jeweiligen A bypass line 43 is also provided in the compressor unit V2 shown in FIG. 2, but in this case it is integrated in the motor housing shell 33. Through a valve combination 44, the flow through the gap 35 or the bypass line 43 of the respective
Umgebungstemperaturbelastung entsprechend geregelt werden.
Ambient temperature load to be regulated accordingly.
BEZUGSZEICHEN REFERENCE NUMBERS
1 elektrischer Antriebsmotor 1 1 electric drive motor 1
2 Verdichter 2 compressors
3,4 Kolben des Verdichters 2 3.4 piston of the compressor 2
5,6 Zylinderräume des Verdichters 2 5.6 cylinder chambers of the compressor 2
7 Zylinderblock 7 cylinder block
8,9 Pleuel 8.9 connecting rods
10,11 Gleitsteine 10,11 sliding blocks
12 Schwenkscheibe 12 swivel disc
13 Antriebswelle 13 drive shaft
14 die Schwenkrichtungen der Schwenkscheibe 12 14, the pivoting directions of the swash plate 12th
15 Verdichtergehäuse 15 compressor housing
16 Kurbelraum 16 crankcase
17 Zylinderkopf 17 cylinder head
18 Saugraum 18 suction room
19 Druckraum 19 pressure room
20 Einlassventil 20 inlet valve
21 Auslassventile 21 exhaust valves
22 Druckgasverbindung 22 compressed gas connection
23 Entlastungsverbindung 23 Relief connection
24 Regelventil 24 control valve
25 Regelventil 25 control valve
26 Stirnseite 26 front side
27 Antriebswelle 27 drive shaft
28 Stopfbuchse 28 stuffing box
29 Wellendichtung 29 shaft seal
30 Motorgehäuse 30 motor housing
31 Dichtungsraum 31 sealing space
32 Drehzahlregelvorrichtung 32 speed control device
33 Motorgehäusemantel 33 Motor housing jacket
34 Stirnseite 34 front side
35 einen Strömungskanal bildender Spalt 35, a flow channel forming gap
36 Saugauslass 36 suction outlet
37 Saugleitung 37 suction line
38 Saugeinlass 38 suction inlet
39 Abströmleitung 39 outflow line
40 Bypass-Leitung 40 bypass line
41a, 41b Ablaufleitung 41a, 41b drain line
42 Entlastungsventil (Auslassventil) 42 relief valve (exhaust valve)
43 Leitung 43 line
44 Ventilkombination ß Neigungswinkel Schwenkscheibe 12 44 Valve combination ß inclination angle swivel disc 12
K Kältemittel-Ansaugstrom K refrigerant suction flow
L Leckagestrom L leakage current
PK Kurbelraumdruck
S Ölsumpf PK crankcase pressure S oil sump
U Umgebung U environment
V1,V2 Verdichtereinheiten
V1, V2 compressor units