专利名称：具有增压压缩机的直接驱动系统的制作方法
技术领域：
本发明大体而言涉及运输制冷系统且更特定而言涉及在有效排量不足以递送所需容量期间，诸如在行驶车辆怠速和低速操作期间，使直接驱动压缩机容量暂时升高。
背景技术：
制冷车辆长期以来用于很多种应用中，包括储存和运输易腐商品，特别是诸如水果和蔬菜的产品，以及其它易腐食品，包括加工和冷藏或冷冻的产品，诸如冰淇淋等。本发明设想到的制冷车辆包括(例如)卡车、卡车拖车和制冷货车。在这样的车辆中，常常利用车辆发动机通过直接驱动布置来驱动制冷压缩机。当以较高速操作时，如在高速公路上时，压缩机速度通常足以提供充分容量给制冷系统。但是当在怠速或以低速城市递送条件下操作时，发动机速度和因此压缩机速度充分减小以至于向该系统提供不充分的容量。此外，可选箱温度的组合，较宽范围的环境温度和较宽的发动机速度变化，常常产生所需压缩机容量与实际压缩机容量之间的失配。解决这个问题的一种方案是利用电驱动变速压缩机来代替直接驱动压缩机，而电驱动变速压缩机在操作上连接到发动机驱动的发电机。尽管有效，但这种方案较为昂贵，因为发电机的成本相对较高。另外，这种方案需要高电需求，且交流电流必须转换成直流电流且然后回到交流电流。因此使用这种方案是实质的成本处罚。与下拉期间的直接驱动压缩机相关联的其它问题包括特别在箱较热期间使压缩机过载的那些问题。即，例如当箱为100下时在下拉条件开始时，直接驱动压缩机可易于过载且导致离合器故障或者另外造成停机，除非限制荷载。这通常利用压缩机压力调节器来实现，压缩机压力调节器是用于减小从蒸发器到压缩机的制冷剂流量的节流阀。因此在典型下拉操作循环下，在箱较热时的初始阶段，需要限制吸入压力且压缩机压力调节器需要处于操作中。在下拉的随后阶段，当箱中温度已降低至诸如-20 °F的温度时，那么吸入气体的密度较低，导致直接驱动压缩机容量不足以满足这些需求。
发明内容
根据本发明的一方面，使电动变速增压压缩机与直接驱动压缩机串联操作以便在需要时升高直接驱动压缩机的吸入压力。应当指出的是在本发明的情形下，直接驱动压缩机可经由联接件、皮带、齿轮箱或通过某些其它机械手段连接到发动机。根据本发明的另一方面，增压压缩机在需要时用作直接驱动压缩机的压力限制器从而可取消压缩机压力调节器。
在下文所描述的附图中，描绘了优选实施例，但在不偏离本发明的范围的情况下可对优选实施例做出各种其它修改和替代构造。
图1是根据现有技术的直接驱动压缩机回路的示意图。图2是根据本发明的直接驱动压缩机回路的示意图。
具体实施例方式在图1中示出典型运输制冷回路11，其以串行流动关系包括直接驱动压缩机12、 冷凝器13、膨胀装置14和蒸发器16。运输车辆(未图示)由具有驱动轴18的驱动发动机 17来驱动。驱动轴18由滑轮18和皮带21连接以驱动该直接驱动压缩机12。连接类似滑轮和皮带M以驱动发电机23来产生电力给车辆上的各种构件，诸如灯、电池、计量器等。应了解当驱动发动机在正常操作速度驱动该车辆时，诸如当在高速公路上时，驱动轴18和因此直接驱动压缩机12也将在相对较高速度操作。因此在那些条件下，通过制冷剂回路11的制冷剂流动足以满足冷却要求。但是当驱动发动机17怠速或另外在低速操作时，冷却要求可超过由制冷剂回路11递送的冷却容量。在此情况下，箱温度将升高到高于所需水平，且取决于热惯量和持续时间，可导致产品腐坏。在对该系统做出高容量需求期间，诸如当箱刚被加载或将要被加载时下拉条件期间，且其中的温度相对较热，直接驱动压缩机12可过载且由此导致压缩机、离合器或皮带损坏。这种情况甚至会在驱动发动机17较高速度下发生。在这些条件下，需要限制到直接驱动压缩机12的制冷剂流量且这在传统上由压缩机压力调节器M来实现。在实践中发现这样的调节阀是不准确的且不可靠的且通常必须以造成压缩机、离合器或皮带故障的风险进行现场调整。根据本发明，制冷回路沈包括直接驱动压缩机12、冷凝器13、膨胀装置14和蒸发器16。另外，以与上文所述方式类似的方式由驱动发动机17驱动直接驱动压缩机12。但是，为了满足更高容量的需求，由变速马达观驱动的变速增压压缩机27设于回路沈中，如图所示。可以看出，增压压缩机27将从来自蒸发器16的管线四进行吸入且排放给管线 31，管线31通往直接驱动压缩机12的吸入口。以此方式，增压压缩机27与直接驱动压缩机12成串行流动关系地进行操作以便调节系统沈的容量。变速驱动马达观从发电机23接收其电力且受到控制器32控制以在适当速度操作来匹配系统要求。以此方式，增压压缩机速度可在高容量需求期间增加，增加在此压缩机上的压力上升。当不再需要高容量时，控制器可通过操作关断驱动马达观且允许增压压缩机根据气体流量“自由旋轮(free wheel)”且允许直接驱动压缩机12由自身操作。就此而言，应认识到螺杆压缩机或离心压缩机将“自由旋轮”，而旋转涡旋或往复式压缩机将不会这样，在此情况下，可需要在这些操作期间提供绕压缩机的旁路。这种配置需要在附图上示出且在权利要求中指出。除了如上文所述的增压压缩机27的优点之外，应认识到压力调节器M可从该制冷回路取消。即，增压压缩机27将不仅提供增加直接驱动压缩机12容量的功能而且也用于调节到直接驱动压缩机12的制冷剂流量使得其不变得过载。这种调节将由增压压缩机在特定速度的动力操作来实现，该特定速度将在增压压缩机上提供压降，这进而会降低从蒸发器到直接驱动压缩机的压力。以此方式，直接驱动压缩机的压力可限为预定所需水平。
尽管参考附图所示的一个实施例特别地示出且描述了本发明，本领域技术人员应了解在不偏离如权利要求所限定的本发明的范围的情况下可对该实施例做出各种细节变化。
权利要求
1.一种用于运输制冷系统的蒸气压缩回路，该类型的运输制冷系统具有成串行流动关系的冷凝器、膨胀装置、蒸发器和压缩机，其中所述压缩机由发动机直接驱动，包括变速增压压缩机，其在操作上连接于所述制冷回路中在所述蒸发器与直接驱动压缩机之间；以及，变速电马达，其驱动地连接到所述增压压缩机且电连接到由所述发动机驱动的发电机。
2.根据权利要求1所述的蒸气压缩回路，其特征在于包括控制器，其根据所述系统的要求来操作所述电马达以控制所述变速增压压缩机上的压力变化。
3.根据权利要求2所述的蒸气压缩回路，其特征在于，所述控制器可通过操作以相对于所述系统的容量需要来改变所述电马达的速度。
4.根据权利要求1所述的蒸气压缩回路，其特征在于包括旁通回路，用于在其不操作期间使制冷剂绕所述增压压缩机流动。
5.根据权利要求1所述的蒸气压缩回路，其特征在于，所述控制器可通过操作以限制所述直接驱动压缩机压力为预定限度的速度操作所述增压压缩机。
6.一种操作用于运输制冷系统的蒸气压缩回路的方法，该类型的运输制冷系统具有成串行流动关系的冷凝器、膨胀装置、蒸发器和压缩机，其中所述压缩机由发动机直接驱动， 包括以下步骤提供变速增压压缩机，其在操作上连接于所述制冷回路中在所述蒸发器与所述直接驱动压缩机之间；以及提供电马达，其驱动地连接到所述增压压缩机且电连接到由所述发动机驱动的发电机；以及，提供控制器用于操作所述电马达和所述变速增压压缩机以在直接驱动压缩机具有不足容量期间升高系统容量来满足系统需要。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制器以与所述系统的容量需要成比例地改变所述电马达的速度。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于包括提供旁通回路的步骤用于在所述增压压缩机不操作期间使制冷剂绕所述增压压缩机流动。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于包括控制所述增压压缩机的速度的步骤， 使得所述直接驱动压缩机的压力不超过预定限度。
全文摘要
一种具有直接驱动压缩机布置的运输制冷系统具备变速电驱动增压压缩机，其与直接驱动压缩机串联地操作。控制增压压缩机的速度以升高或降低系统容量。增压压缩机还用于在操作期间调节来自蒸发器的制冷剂流量，在此期间，直接驱动压缩机原本可能会变得过载。
文档编号B60P3/00GK102308064SQ201080006759
公开日2012年1月4日 申请日期2010年2月4日 优先权日2009年2月5日
发明者T. 潘奇克 R. 申请人:开利公司