根据螺旋原理的容积式机器,特别是用于车辆空调机组的涡旋式压缩机的制作方法

文档序号:26005247发布日期:2021-07-23 21:23阅读:98来源:国知局
根据螺旋原理的容积式机器,特别是用于车辆空调机组的涡旋式压缩机的制作方法

本发明处在根据螺旋原理的容积式机器的领域中,并且涉及根据权利要求1的前序部分的作为用于车辆空调机组的制冷剂压缩机的特别是电动马达式的涡旋式压缩机。由de102017110913b3已知这种容积式机器和特别是这种涡旋式压缩机。



背景技术:

在机动车中通常装入空调机组,该空调机组借助于形成制冷剂回路的机组对车辆内部进行调温。这样的机组基本上具有在其中引导制冷剂的回路。制冷剂,例如二氧化碳(co2)或r-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)或r-774(二氧化碳)在蒸发器中加热并且借助(制冷剂)压缩机或挤压机进行压缩,其中,制冷剂紧接着经由热交换器再次释放出所吸收的热,之后经由节流件重新向蒸发器引导。

在制冷剂压缩机中往往使用涡旋技术,以便压缩制冷剂-油混合物。在此形成的油气混合物被分离,其中,将分离出的气体引入到空调回路中,而分离出的油必要时可以在作为按照合适方式电动马达式驱动的制冷剂压缩机的涡旋式压缩机之内为了对运动的部分进行润滑而向这些部分引导。

例如在de102012104045a1中和tojo等人,purduee-pubs(普渡大学)于1984年的internationalcompressorengineeringconferenz(国际压缩机工程会议)中所作的“ascrollcompressorforairconditioners(用于空调的涡旋式压缩机)”中,描述了这种用于机动车空调机组的制冷剂或制冷剂-油混合物的涡旋式压缩机的构造和工作方式。在tojo等人,purduee-pubs(普渡大学)于1986年的internationalcompressorengineeringconferenz(国际压缩机工程会议)中所作的“computermodelingofscrollcompressorwithselfadjustingback-pressuremechanism(具有自设定背压机构的涡旋式压缩机的计算机建模)”中描述了一种在涡旋式压缩机(涡旋挤压机)中的自设定的背压或反压机构的模型计算。

涡旋式压缩机的主要组成部分是静止的涡旋部(fixedscroll(静止的涡旋部))和能运动的轨道运动式的涡旋部(movable,orbitingscroll(能运动的轨道运动式的涡旋部))。两个涡旋部(涡旋部件)原则上相同地构建并且分别具有底板(baseplate(底板))和从底板出发沿轴向方向延伸的螺旋形的器壁(wrap(器壁))。在已组装状态下,两个涡旋部的螺旋壁彼此交错并且在区段式接触的涡旋部器壁之间形成多个压缩机室。

当能运动的涡旋部进行轨道运动时,被吸入的油气混合物经由入口到达径向靠外的第一压缩机室,并且从那里经由另外的压缩机室到达径向最靠内的压缩机室,以及从那里经由例如呈孔形式的中央出口以及可能的同样呈静止的涡旋部的底板中的孔形式的两个相邻的辅助阀到达出口室或高压室。压缩机室中的室体积从径向外部向径向内部减小,并且使得越来越多被经压缩的介质的压力增大。因此,在涡旋式压缩机的运行期间,压缩机室中的压力从径向外部向径向内部升高。

中心的油气出口(和可能的其中每个辅助阀或孔)在静止的涡旋部的底板背侧上通过弹簧阀来封闭。弹簧阀由于压缩机室与高压室之间的压力差而打开。必要时,在触发弹簧阀之后,经压缩的油气混合物(在静止的涡旋部的背侧上)流动到涡旋式压缩机的高压腔中,并且在那里被分离成油和气体。紧接着,当与高压室对置的压缩机室中的压力相应降低时,弹簧阀自动关闭。

在涡旋式压缩机的运行过程中,由于在压缩机室中产生的压力和由此造成的轴向力,使得两个涡旋部被挤压分离,从而在压缩机室之间会产生间隙并因此产生泄漏。为了尽可能避免这种情况,必要时除了在两个涡旋部的摩擦面之间的油膜之外,还将轨道运动式的涡旋部向静止的涡旋部推压。通过如下方式产生相应的轴向力(反力),即,在轨道运动式的涡旋部的底板背侧上设置压力腔(背压室,backpressurechamber(背压室)),在其中产生特定的压力。

根据已经提到的de102012104045a1,这可以通过在轨道运动式的涡旋部的底板中在特定的定位处引入中压通道(贯通部、开口、背压端口)来实现,该中压通道将由涡旋部形成的压缩机室中的至少一个与背压室(背压腔)连接,从而使来自压缩过程的制冷剂气体在涡旋部螺旋体之间直接到达背压或中压室。由于能运动的涡旋部中的中压通道与背压室(背压腔)连接,因此能运动的涡旋部将自设定地(自动地)向静止的涡旋部被推压,从而提供了足够的密封性(轴向密封性)。替选地,中压通道可以布置在静止的涡旋部中并且围绕能运动的涡旋部地通向背压或中压室。

在已知的涡旋式压缩机中,依赖于中压通道(背压端口)的定位地,背压室中的压力将在例如3巴(低压)至25巴(高压)的压力情况下升高至例如约6巴至约9巴。在已知的用于机动车空调机组的制冷剂涡旋式压缩机中,从能运动的(轨道运动式)涡旋部的涡旋部螺旋体(螺旋壁)的起点开始,中压通道在约405°中定位。

在tojo等人,purduee-pubs(普渡大学)于1986年的internationalcompressorengineeringconferenz(国际压缩机工程会议)中所作的“computermodelingofscrollcompressorwithselfadjustingback-pressuremechanism(具有自设定背压机构的涡旋式压缩机的计算机建模)”中,描述了对涡旋式压缩机中自设定背压机构的模型计算。在研究结果中,在图12中示出了相对的压缩机室体积的范围,其中,背压端口(在不同的端口直径下)应是打开的(流体连接的)。该范围在(相对的)室体积的55%到约100%之间。

在tojo等人,purduee-pubs(普渡大学)于1984年的internationalcompressorengineeringconferenz(国际压缩机工程会议)中所作的“ascrollcompressorforairconditioners(用于空调的涡旋式压缩机)”中,在图11中示出了几乎相同的p-v图表,其中,相对的压缩机室体积的范围(在其中背压端口应是打开的)此处应在55%至约95%之间。

在这两个p-v图中,在所考虑的体积范围内均可以看到因子为2(从2.0到1.0或从1.0到2.0)的(相对的)压力下降或压力增加。因此,背压端口的打开起始值为相对的压缩机室体积的100%或95%。

在tojo等人,purduee-pubs(普渡大学)于1986年的internationalcompressorengineeringconferenz(国际压缩机工程会议)中所作的“computermodelingofscrollcompressorwithselfadjustingback-pressuremechanism(具有自设定背压机构的涡旋式压缩机的计算机建模)”中,图5示出了相对的压缩机室体积的依赖于轨道运动式的涡旋部的旋转角度(滚动角度或轴角theta,θ)的走向。所示的走向分为抽吸过程(对应于低压范围)、压缩过程和排放过程。在图12中的关于相对的体积的在55%与100%或95%之间的端口打开范围上,得到端口所应定位其中的角度范围(在100%的开口起始体积时)为0°至335°或(在95%的开口起始体积时)为0°至300°。

在nieter等人,purduee-pubs(普渡大学)于1990年的internationalcompressorengineeringconferenz(国际压缩机工程会议)中所作的“dynamicsofcompliancemechanismsinscrollcompressors,parti:axialcompliance”中,讨论了背压端口的角度定位(图7和8)。从图3和第309页倒数第二段的倒数第二句,得到360°的角度范围,背压或中压通道(背压端口)应定位在该角度范围之内。

从ep2369182b1中已知一种具有壳体的涡旋式压缩机,在壳体中布置有具有底板和成型在底板上的螺旋体的静止的涡旋部以及也具有底板和成型在底板上的螺旋体的绕周转轴线周转的能运动的涡旋部。在静止的涡旋部的底板与壳体区段之间形成有输出室(高压室)。布置在壳体中的具有转轴轴承的轴承中间壁限界出抽吸或进入室,并且与能运动的涡旋部的底板一起形成了背压室(背压腔),该背压室经由能运动的涡旋部中的输送通道与涡旋部之间的压缩机室连通。输出室和背压室经由次级输送通道连接起来,该次级输送通道基本上轴向延伸穿过静止的涡旋部的外壁。次级输送通道将在输出室中借助油分离器分离出的油或冷却剂气体输送到背压室中,以便在压力下降后在短时间内再次建立背压室中的压力。



技术实现要素:

本发明的任务是,提出一种作为用于车辆空调机组的制冷剂压缩机的特别合适的、特别是电动马达式驱动或能电动马达式驱动的涡旋式压缩机。特别地,通过合适的压力通道系统应实现使背压室(背压腔)中的压力尽可能灵活且有效地匹配于用于车辆空调机组的涡旋式压缩机的优选在冷却模式和热泵模式下的工作点。还应尽可能减少泄漏并且避免在静止的涡旋部与轨道运动式的涡旋部之间的摩擦损失或至少将其保持得尽量小。

根据本发明,该任务通过权利要求1的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

涡旋式压缩机在具有高压室、压缩机室以及背压室的压缩机壳体中具有静止的涡旋部和(在受驱动的状态中,也就是在运行中(压缩机运行中))能轨道式(振荡式)运动的涡旋部。涡旋部或涡旋部件分别具有底板和螺旋壁,其中,在两个涡旋部(涡旋部件)的彼此嵌套的螺旋壁之间形成压缩机室。静止的涡旋部的底板限界出高压室,而能运动的涡旋部的底板限界出背压室。

背压室经由至少部分地在静止的涡旋部中延伸的压力线路与其中至少一个压缩机室处于连接。该压力线路经由第一通道与其中至少一个压缩机室处于连接并且还经由第二通道与高压室处于连接。以这种方式,在将背压室在流动技术上与高压室且与至少一个压缩机室连通的压力线路中产生也将在背压室中起作用的静压。涡旋式压缩机特别是被设置和设立成用于车辆空调机组的制冷剂。

适当地,其中至少一个通道布置在静止的涡旋部的底板中。优选地,与压缩机室连接的第一通道和与高压室连接的第二通道布置在静止的涡旋部的底板中。在一个有利的设计方案中,第二通道布置在过滤器(滤芯)中,该过滤器在高压室中插入到孔开口中,该孔开口在底板的高压室板侧上被引入到底板中并且在那里被用于滤芯的定位和保持套环包围。

适宜地,压力线路具有至少一个布置在静止的涡旋部的底板中的第一线路区段和与第一线路区段连接的第二线路区段,第二线路区段布置在静止的涡旋部的限界壁中。限界壁可以是静止的涡旋部的组成部分或壳体的组成部分。

根据第一替选方案,以简单方式分别以孔形式,将第一线路区段径向引入到底板中,并且将第二线路区段轴向或倾斜延伸地引入到静止的涡旋部的限界壁中,其中,这些孔在在底板之内通入彼此或者过渡成彼此,用以形成压力线路。

根据第二替选方案,在其中第二通道布置在过滤器(滤芯)中或由该过滤器形成,从静止的涡旋部的底板中的孔开口出发设置有两个倾斜延伸的第一线路区段。这些第一线路区段中的一个延伸至限界壁中的第二线路区段中并且通入到其中。这些第一线路区段中的另一个延伸至第一通道,也就是说朝第一通道的(选定的)定位的方向延伸到静止的涡旋部的底板之内。

背压室借助中间壁与低压室分隔开。在中间壁中布置有压力线路的通向背压室的(第三)线路区段,该中间壁适当地充当用于驱动能运动的涡旋部的轴的轴承端盖。该线路区段又可以以简单的方式实施为中间壁中的径向孔。替选地,压力线路的该线路区段被实施为中间壁中的与遮盖它的板(耐磨板)连接的槽。

压力线路的横截面面积比与压缩机室连接的第一通道的和与高压室连接的第二通道的横截面面积至少大两(2)倍。有利地,与压缩机室连接的第一通道的横截面面积大于与高压室连接的第二通道的横截面面积。

适当地,与压缩机室连接的第一通道的横截面面积和与高压室连接的第二通道的横截面面积之比在3(三)与5(五)之间,优选是4(四)。适宜地,两个通道的横截面面积应尽可能小。

适宜地,与压缩机室连接的第一通道的横截面面积在0.03mm2与1.5mm2之间,优选是0.2mm2。适宜地,与高压室连接的第二通道的横截面面积在0.008mm2与0.2mm2之间,优选是0.05mm2。关于圆形的通道横截面,第一通道的直径应在0.2mm与1mm之间,优选为0.5mm,而第二通道的直径应在0.1mm与0.5mm之间,优选为0.25mm。

在有利的设计方案中,第一和/或第二通道被实施为通入到压力线路中的孔。由于静止的涡旋部的底板在两个通道的区域中的壁厚(壁厚度)很小,因此各自的孔或各自的通道作为节流板或节流件起作用。

背压室中的压力对涡旋式压缩机的不同工作点(在冷却或热泵模式下)的流体技术上的调节和有效且自适应的匹配通过如下方式得以支持或可以通过如下方式得以进一步改进,即,(从径向最靠外的压缩机室中约100%的相对的室体积且旋转角度或轴角度为0°开始)在旋转角度或轴角度为(63.5±5.5)°时,让与压缩机室连接的第一通道完全打开,并且保持打开直至旋转角度或轴角度为(343.5±5.5)°。这对应于压缩机室体积从(91.15±0.75)°到(23.0±0.3)°的相对的体积变化。

合适地,两个通道与布置在静止的底板中且通向高压腔室中的中央出口之间的径向间距是大小不同的,从而两个通道有意的不是彼此直接(轴向)对置地布置。在此,通向高压室中的第二通道与中央出口之间的径向间距可以大于或小于与压缩机室连接的第一通道与中央出口之间的径向间距。

利用本发明所实现的优点尤其在于,通过静止的涡旋部中的两个流体受调节的通道与压力线路处于连接,实现了背压室中的压力有效且自设定地与涡旋式压缩机的各工作点相匹配,而无需用于限制流动的附加的流体受调节的构件,例如是阀、喷嘴、节流件或另外的通道、孔或节流板。

借助静止的涡旋部中的两个通道和压力线路,使得背压室中的压力的自适应调节在抽吸压力(低压)与高压之间的压力比为5(3巴的抽吸压力和15巴的高压)下,如针对制冷剂r-134a(在作为热泵运行时的工作点)的压力比约为8(3巴的抽吸压力和25巴的高压)或10(1.5巴的抽吸压力和15巴的高压)下那样同样可靠且自设定地实现。

此外,借助静止的涡旋部中的这种双通道压力线路系统对于批量生产来说能够实现高过程稳定性。因此,在进行涡旋部涂层(例如彩色涂层)的过程中,静止的涡旋部中的两个通道承受近似相同的条件,从而使得可能导致背压或反压水平发生波动的公差相互抵消(降低)。

此外,由于背压室中的压力在冷却模式和热泵模式下的工作点处的自适应匹配,使得涡旋式压缩机可以高效地运行,这是因为特别是可以减少泄漏并且可以将涡旋部件之间的摩擦损失保持为最小。因此,基于自适应匹配,使得由于背压室中的自行调整的压力而产生的轴向力不会大于压缩机室中的轴向力之和或者始终仅比其大了很小量,在这些压缩机室中在压缩运行中典型地存在不同的压力。

有利地,背压室中的压力对涡旋式压缩机的不同工作点的特别有效且在流动技术上的调节和自适应匹配,通过压力线路的和两个通道的所给定的横截面之比以及它们相对于(多个)压缩机室的定位来确定或受其影响。因此适当地以如下方式选择定位,即,使得特别是在压缩机室的相对的体积(压缩机室体积)为约90%时打开第一通道,并且在相对压力变化期间保持打开第一通道,直至压缩机室的相对的体积为约23%,此后各自的通道在轨道式涡旋部的轨道运动期间被其螺旋壁覆盖或搭接并且与径向更靠外的压缩机室处于连接(遮盖)。

当从制冷剂-气体混合物在压缩机室中的压缩过程直至将经压缩的制冷剂-气体混合物进入涡旋式压缩机的高压室的喷射过程,轨道运动式的涡旋部典型地在2.5转下(并且因此在0%至10%的相对的压缩机室体积之间)运行经过900°的角度范围时,静止的涡旋部中的将压缩机室与压力线路连接的第一通道应定位在350°至390°,尤其是370°的角度(螺旋角)中,其中,该角度不仅可以从静止的涡旋部的螺旋壁(涡旋螺旋部)的起点开始测量,也可以从其终点开始测量(创建)。

当压力线路或其第一线路区段是直的,则实际上不可避免地沿着相同的半径或角线得到将压力线路与涡旋式压缩机的壳体之内的高压室连接的第二通道的定位。在具有倾斜延伸的第一线路区段的变型方案中,两个轴向间隔开的通道可以布置在彼此不同的径向和/或方位角定位处。

附图说明

下面参照附图详细阐述本发明的实施例。其中:

图1示出了具有电动马达式驱动模块且具有压缩机模块的涡旋式压缩机的立体侧视图;

图2以示意性简化的截面图示出了电动马达式驱动的涡旋式压缩机,其具有高压室、背压室(背压腔)和引导到它们中的压力线路或通道系统;

图3以剖视图示出涡旋式压缩机,其在压缩机壳体中具有静止的涡旋部和能运动的涡旋部以及通向背压室的压力线路,该压力线路分别具有连接通道(第一通道和第二通道),连接通道一方面进入形成在涡旋部之间的压缩机室并且另一方面进入高压室;

图4以方框图示出了从高压室且从涡旋侧的压缩机室到背压室的压力回引部以及具有到抽吸侧或马达侧的低压室的油回引部,

图5以透视图示出了静止的涡旋部,其具有布置在底板中的在涡旋壁(涡旋螺旋部)之内的预定的定位(角定位)中的、通向压力线路的通道(孔);

图6以俯视图示出了静止的涡旋部,其具有底板中的通向压缩机室的第一连接通道的两个标出的角定位(螺旋角);

图7以朝着涡旋部的底板的高压室侧的板面(板侧)的视角以透视图示出了静止的涡旋部和布置在其中的用于过滤器插入件的容纳开口,该容纳开口具有通向高压室的(第二)连接通道;

图8以俯视图示出了图7的静止的涡旋部,并且

图9示出了图8的截段ix-ix,其具有压力线路的从用于滤芯的容纳开口出发的线路区段通向第一连接通道且通向静止的涡旋部的(径向靠外的)限界壁中的线路区段。

在所有附图中,彼此相应的部件和尺寸始终设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1中所示的制冷剂压缩机1安装在机动车的空调机组的未详细示出的制冷剂回路中。电动马达式的制冷剂压缩机1具有电(电动马达式)的驱动模块2以及与之耦联的呈涡旋式压缩机3形式的压缩机模块。在驱动技术方面,涡旋式压缩机3经由形成在驱动模块2与涡旋式压缩机3之间的机械接口4接驳到驱动模块2上。机械接口4用作驱动侧的轴承端盖并且形成中间壁5(图2和3)。涡旋式压缩机3借助周向分布地、在制冷剂压缩机1的轴向方向a上延伸的法兰连接部6与驱动模块2连接(接合、拧接)。

制冷剂压缩机1的驱动器壳体7的壳体区域构造为用于容纳电动马达13(图2)的马达壳体7a,并且一方面通过整合的壳体中间壁7b(图2)相对配设有壳体盖7c的、具有驱控电动马达13的马达电子器件(电子器件)8的电子器件壳体7d封闭,并且另一方面通过具有端盖和中间壁5的机械的接口4来封闭。驱动器壳体7在电子器件壳体7b的区域中具有联接区段9,其具有通向电子器件8的马达联接端9a和9b,用以将电子器件8与机动车的车载电网电接触。

驱动器壳体7具有用于与制冷剂回路联接的制冷剂入口或制冷剂流入端10以及具有制冷剂出口11。出口11成型在涡旋式压缩机3的压缩机壳体12的底部上。在联接状态下,入口10形成制冷剂压缩机1的低压或抽吸侧(吸气侧),而出口11形成高压或泵侧(泵送侧)。

图2以沿电动马达13的旋转轴线14的剖视图示意性地示出了电动马达式的制冷剂压缩机1,该电动马达在这里是无刷直流电动马达(bldc)并且具有圆柱形的转子15。该转子在周向侧借助空心柱体形的定子16包围。转子15包括一定数量的永磁体,并且借助轴17以能绕旋转轴线14转动的方式受支承。定子16具有一定数量的电线圈,这些电线圈借助电子器件8通电,电子器件又例如与机动车的总线系统和车载电网连接。

电子器件8布置在驱动器壳体7的电子器件壳体7d中,该电子器件壳体借助中间壁5与定子16和转子15分隔开。借助螺钉以能拆卸的方式紧固在电子器件壳体7d上的壳体盖7c封闭了电子器件壳体7b的接近开口。马达电子器件8具有电路板18、19,这些电路板在轴向方向a上一个接一个地布置。最靠近壳体中间壁7b的电路板18的桥接电路经由被引导穿过壳体中间壁7b的通电线路19与定子16的电线圈接触。桥接电路借助车载电网供电,并且借助另一电路板19的驱控电路来控制,该另一电路板在信号技术上与总线系统连接。

如结合图3比较清楚地看到的,涡旋式压缩机3具有布置在压缩机壳体12中的能运动的涡旋部(涡旋部件)21。其经由偏心轴颈17a利用例如两个接合销与电动马达13的引导到具有a侧轴承端盖的机械的接口4中的轴17耦联,其中只有一个接合销17b可见。偏心轴颈17a支承在保持在能运动的涡旋部21中的滚动或球轴承22a中。支承轴17的另外的滚动或珠轴承22b布置在用作a侧轴承端盖的机械接口4中并且在那里是布置在中间壁5中。能运动的涡旋部(涡旋部件)21在涡旋式压缩机3运行时以轨道运动防式被驱动。

涡旋式压缩机3还具有牢固地紧固在压缩机壳体12中的静止的涡旋部(涡旋部件)23。两个涡旋部(涡旋部件)21、23以它们的从各自的底板21b、23b轴向突出的蜗状或螺旋状的涡旋壁(涡旋螺旋部)21a、23a彼此嵌套。在涡旋部21、23之间,即在它们的涡旋壁或涡旋螺旋部21a、23a与底板21b、23b之间形成压缩机室24,压缩机室的体积在电动马达13运行时改变。

在a侧轴承端盖与能运动的涡旋部21之间,在中间壁5中存在有背压室25。该背压室在压缩机壳体12(下文中简单地被称为壳体)中被能运动的涡旋部21的底板21b和/或呈钢板形式的中间板(耐磨板)5a(图3)限界,该中间板具有针对轨道运动式的涡旋部21的良好的滑动特性。背压室25局部地延伸进入到能运动的涡旋部21的底板21b中。

在运行中,制冷剂通过流入端10导入到驱动器壳体7中并且在那里导入到电动马达壳体7a中。驱动器壳体7的这个区域形成抽吸或低压侧26。借助壳体中间壁7b,防止制冷剂侵入到电子器件壳体7d中。在驱动器壳体7之内,制冷剂与存在于制冷剂回路中的油混合,并且沿着转子15和定子16通过中间壁5中的开口(或多个开口,图3)27被抽吸至涡旋式压缩机3。借助涡旋式压缩机3压缩由制冷剂和油构成的混合物,其中,油用于润滑两个涡旋部21、23,从而减小了摩擦并且因此提高了效率。油还用作密封,以避免位于两个涡旋部(涡旋部件)21、23之间的制冷剂不受控制地逸出。

经压缩的由制冷剂和油构成的混合物经由静止的涡旋部23的底板23b中的中央出口28导引到压缩机壳体12之内的高压室29中。在高压室29中存在有油分离器(旋风分离器)30。在油分离器30之内,使由制冷剂和油构成的混合物处于旋转运动,其中,较重的油由于高惯性和高质量被导引至油分离器30的壁,并且在油分离器30的下部区域中被收集,而制冷剂则向上或侧向通过出口11排出。

如在图3中可以比较清楚地看到的那样,高压室29在壳体12之内借助静止的涡旋部23的底板23b来限界。进入高压或出口室29的中央出口28作为孔被引入到静止的涡旋部23的底板23b中,该中央出口位于压缩机室24的径向最靠内的室区域24’中。在高压室29之内,只要压缩机室24中的压力低于高压室29中的压力,中央出口28就被弹簧阀(指簧阀)33封闭。如果压缩机室24中、特别是在中央室区域24’中的经压缩的制冷剂-油混合物的压力大于高压室29中的压力,则弹簧阀33近似自动打开。

止挡元件34限制了弹簧阀33的行程,该止挡元件在高压室29中紧固在静止的涡旋部23上,例如在其底板23b上。当压力下降到低于高压室29中的压力时,弹簧阀33由于其弹簧预紧而重新自行封闭出口28。以这种方式,视轴17的转速而定或依赖于涡旋式压缩机3的工作点,使得经压缩的制冷剂-油混合物连续地(一直地)或间歇地或脉动地从压缩机室24经由中央出口28到达高压室29中。

在静止的涡旋部23中设置有压力线路35,压缩机室24和高压室29经由该压力线路35与背压室25在流体技术上连通。为此目的,压力线路35在某个区域中经由第一通道36与在涡旋壁21a、23a之间形成的压缩机室24处于连接并且经由第二通道37与高压室29处于连接,该区域在运行中基本上具有制冷剂和很少量的油。

图4以方框图示意性地示出了背压室25经由压力线路35和两个起到节流板或节流件作用的通道36、37一方面与高压室29并且另一方面与压缩机室24在流体技术上或引导压力地连接。被引入到静止的涡旋部23的底板23b中的例如作为孔的第一通道,如其节流板或节流件符号那样,配设有附图标记36。

在图4中还示出了作为中断线(虚线)示出的油回引部38,其包括节流机构39,该油回引部从高压室29在油分离器30的区域中进入低压室(抽吸室)26中。该低压室经由吸气开口27与涡旋式压缩机3的压缩机室24在流体技术上连接,如通过中断的箭头线40所示。

在根据图3的实施方式中,压力线路35由第一线路区段35a和第二线路区段形成,第一线路区段适当地作为径向延伸的孔被引入到静止的涡旋部23的底板23b中,第二线路区段适当地作为轴向延伸的孔被引入到静止的涡旋部23的罐状的限界壁23c中。第二线路区段35b也可以被引入到压缩机壳体12的(轴向的)壳体壁中。孔或线路区段35a、35b在底板23b之内通入到彼此中或者过渡成彼此。第一线路区段35a的径向孔的进入开口在限界壁23c的圆周上以未详细示出的方式被封闭。

背压室25借助中间壁5与抽吸或低压室26分隔开。压力线路35的通向背压室25的第三线路区段35c布置到作为轴承端盖容纳有用于轴颈17a和轴17的轴承22a和22b的中间壁5中。该线路区段35c可以类似地实施为中间壁5中的径向延伸的孔。替选地,进入中间壁(接口)5中的第三线路区段35c可以被实施为朝向轨道运动式的涡旋部21敞开且被中间板(隔板)5a封闭的槽。

压力线路35的横截面面积比中央出口28的横截面面积小很多倍,例如小十倍。然而,压力线路35的横截面面积比两个通道36和37的横截面面积大很多倍。此外,与压缩机室24连接的第一通道36的横截面面积比与高压室29连接的第二通道37的横截面面积更大。

中央出口28的直径在5mm至10mm之间。压力线路35的直径在1mm至10mm之间。分别在圆形的孔或通道横截面的情况下,第一通道36的直径例如是0.5mm,而第二通道37的直径例如是0.25mm。

第一通道36和第二通道37实施为孔并且(在流动技术上)用作节流板或节流件。利用由压力线路35和两个通道36、37形成的通道系统,实现了对背压室25中的(静)压力的流动技术上特别有效的调节。在一个实施例中,与压缩机室24连接的第一通道36相对布置在静止的涡旋部23的底板23b中且通向高压室29中的中央出口28之间的径向间距大于与高压室29连接的第二通道37相对中央出口28之间的径向间距。然而,第二通道37也可以布置成比第一通道36更靠近中央出口28。重要的是,两个通道36和37不是直接轴向彼此对置地布置。

由于在运行时在背压室25之内存在的静压力,使得能运动的涡旋部21受压力加载,并且如通过以fg标示的力箭头所示,沿着旋转轴线14被挤压向静止的涡旋部23。该力(反力)fg抵消了由力箭头所示的轴向力fv,该轴向力由于在压缩机室24中产生的压力而再次作用到能运动的涡旋部21上。与从高压室29经由压力线路35传递(转移)到背压室25的压力一起,出现力平衡(fg=fv)并且因此在两个涡旋部21、23之间出现期望的密封作用。

图5和图6以透视图和俯视图示出了具有第一通道36的静止的涡旋部23,该第一通道在底板23b中布置在涡旋壁(涡旋螺旋部)23a之内的预定的角定位pk1处并且在那里通向压力线路35,即通向它的在底板23b之内延伸的第一线路区段35a。第一通道36的定位pk1从静止的涡旋部23的螺旋壁23a的图6中以角线标示的螺旋起点出发优选处在螺旋角处。同样适宜的是,第一通道36的定位pk2从静止的涡旋部23的螺旋壁23a的图6中以角线标示的螺旋终点出发优选处在螺旋角处。还可以看到,第二线路区段35b的通入到第三线路区段35c的通道区段在静止的涡旋部23的优选地周向闭合的限界壁23c之内。

图7和8以朝着涡旋部的底板23b的位于高压室29中那个板侧的视角以透视图和俯视图示出了静止的涡旋部23。在那里存在进入压缩机室24中的容纳开口41。过滤器(滤芯)42容纳到该容纳开口中,该过滤器具有过滤器杆42a和节流板或节流头42b,在其中设置有第二通道37,例如作为中央孔。开口41被器壁43套环式包围,用以容纳、定位过滤器(滤芯)42的节流板或节流头42b和/或稳定其位置。

图9示出了静止的涡旋部23沿着图8中的线ix-ix的截面图。在该实施方式中,压力线路35的第一线路区段35a由呈倾斜地延伸的孔形式的两个区段a1、a2形成,它们从容纳开口41被引入到底板23b中。第一区段a1朝中心的方向或朝底板23b的中间区域延伸。第二区段a2向静止的涡旋部23的限界壁35c中的压力线路35的第二线路区段35b延伸并且在那里通入压力线路35的第二线路区段35b中。第一通道36通入到压力线路35的第一线路区段35a的第一区段a1中,以建立压缩机室24与压力线路35且经由该压力线路与图9中未示出的背压室25的(在压力技术和/或流体技术上的)连接。

通过静止的涡旋部23中的两个流动受调节的通道36、37以及它们与通向背压室25中的压力线路35的连接,使得在涡旋式压缩机3的几乎所有工作范围或工作点中都能实现背压室25中的压力的特别有效的、自设定匹配。因此,借助静止的涡旋部23中的两个通道36、37和压力线路35对背压室25中的压力的自适应调节在3巴的抽吸压力(低压)且15巴的高压下,如在3巴的抽吸压力且25巴的高压下或1.5巴的抽吸压力且15巴的高压下(在热泵运行中的工作点)那样同样可靠且自设定地实现。因此,在车辆空调机组的冷却和热泵模式下的工作中,涡旋式压缩机3以及因此制冷剂压缩机1可以在高效地运行。

背压室25中的压力对涡旋式压缩机3的不同工作点的在流体技术上的调节和自适应的匹配也受到压力线路35和两个通道36、37的横截面之比影响以及受它们相对于(多个)压缩机室24的定位影响。因此,以如下方式选择第一通道36的定位pk1、pk2,即,使得其在压缩机室24的相对体积为约90%时打开,并且保持打开直至约25%的相对室体积。

从制冷剂-气体混合物在压缩机室24中的挤压过程直至将经压缩的制冷剂-气体混合物经由中央出口28进入涡旋式压缩机3的高压室29的喷射过程,轨道运动式的涡旋部21典型地经过900°的角度范围。因此,静止的涡旋部23中的将压缩机室24与压力线路35连接的第一通道36适当地定位在图4所示的处于相应的螺旋角的定位pk1、pk2处。

总而言之,特别是为车辆空调机组中的制冷剂设置和设立的涡旋式压缩机3在具有高压室27、压缩机室24以及背压室(背压腔室)25的压缩机壳体12中具有静止的涡旋部23和在压缩运行中轨道运动式(振荡、执行翻滚运动)的涡旋部21。在此,涡旋部21、23具有各一个底板21a、23a和与该底板是一件式的(成型到该底板上的)涡旋或螺旋壁21a,并且在它们的彼此嵌套的涡旋或螺旋壁21a或23a之间分别形成(多个)压缩机室24。静止的涡旋部23的底板23b限界出高压室27,而能运动的涡旋部21的底板21b限界出背压室25。

背压室25经由至少部分在静止的涡旋部23中延伸的压力线路35和第一通道36与其中至少一个压缩机室24处于连接,并且经由第二通道37与高压室27处于连接。在此,由于运行原因在将背压室25在流动技术上与高压室27且与其中至少一个压缩机室24连通的压力线路35中产生了或存在也将在背压室25中起作用的静压。

所要求保护的发明不限于上述实施例。相反地,本领域技术人员在不偏离所要求保护的发明的主题的情况下也可以在所公开的权利要求的范围内从中得出本发明的其他变型方案。特别地,在不偏离所要求保护的发明的主题的情况下,所有不同实施例描述的单个特征也可以在所公开的权利要求的范围内以其他方式组合。

附图标记列表

1制冷剂压缩机

2驱动模块

3涡旋式压缩机/压缩机模块

4接口

5轴承端盖/中间壁

5a中间板/隔板

6法兰连接部

7驱动器壳体

7a马达壳体

7b壳体中间壁

7c壳体盖

7d电子器件壳体

8马达电子器件

9联接区段

9a、b马达联接部

10入口/流入端

11出口

12压缩机壳体

13电动马达

14转子轴

15转子

16定子

17轴

17a轴颈

17b接合销

18、19电路板

20通电线路

21能运动/轨道运动式的涡旋部/部件

21a涡旋壁/螺旋部

21b底板

22a、b滚动/球轴承

23静止的涡旋部/部件

23a涡旋壁/螺旋部

23b底板

23c限界壁

24压缩机室

24’室区域

25背压室

26低压/抽吸侧

27开口

28中央出口

29高压/出口室

30油分离器

31旁路通道

32节流机构

33弹簧阀

34止挡元件

35压力线路

35a第一线路区段

35b第二线路区段

35c第三线路区段

36第一通道

37第二通道

38油回引部

39节流机构

40(中断的)箭头线

41容纳开口

42滤芯/插入件

42a过滤器杆

42b节流/节流板头

a1第一区段

a2第二区段

螺旋角

螺旋部起点

螺旋部终点

a轴向方向

fg反力

fv轴向力

pk1,236的定位

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1