专利名称：制冷介质的压缩机系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制冷介质的压缩机系统，该系统带有一个压缩机、一个与压缩机电连接的控制装置和一个气体传感器。
背景技术：
在环保意识增强的过程中，制造出的制冷介质压缩机使用环保的制冷介质进行工作，这具有越来越大的意义。特别是人们尽量避免使用受到造成温室效应嫌疑的制冷介质。
因此，人们日渐使用以烃为基增强的制冷介质，例如制冷介质R600(异丁烷)。这种制冷介质当今在欧洲很流行，并且许多在欧洲市场上提供的制冷家电用制冷剂R600制冷。
然而一些环保型制冷剂的缺点是易燃性。关联到制冷介质压缩机的进一步改进，这会导致下面的问题出于节能原因，人们日渐使用转数可变的压缩机。这种压缩机是电子控制的。此外可以通过使用新的电机技术、例如永久磁铁激励的电机或者一相、二相或者三相的感应电机。
这种类型的压缩机、确切地说它们的驱动马达不只是被接通和切断，它们大多通过大功率半导体进行控制。与该控制有关，会发生一种可燃的混合气体被点燃的情况。
因此当两种产生故障的可能性同时发生时，即一方面制冷系统中的不密封(这使制冷介质会逸出)、另外在电子控制方面的一种故障能够导致制冷介质气体的点燃。当所述点燃突然发生时，甚至会有较小的爆炸发生。
人们因此在JP8-247646A中提出一种气体传感器，该气体传感器设置在冷却腔室中，当发觉气体存在时就切断供电。因此在气体传感器与控制装置之间需要设置一个电导体，以便将气体传感器从冰柜内部与控制装置结合。
此外对于此问题还有其它可能的解决办法，粗略地叙述如下人们能够在一个电网相位中设置一个装置，也就是说一个气体安全装置。这在现今是一个非常流行的解决方案。但是这是典型的相对不可靠的，并且在压缩机的制造方面很难操纵。
可以将控制装置的壳体密封地进行封闭，因此制冷介质气体在制冷设备不密封的情况下能够不向着控制装置的元件渗入。然而壳体的密封很难。除此之外，所述密封在许多情况下导致控制装置中的发热问题。
最后可以缩小控制装置壳体中的暴露的体积，使得该体积小于20立方厘米。这是安全标准的极限值。这可以例如通过将一种填充材料填充到其中安放控制装置的壳体中而实现。当然这是相对昂贵的解决方案，并且使控制装置的元件受到机械地、特别是在提高温度时材料流动的负荷。
发明内容
本发明的任务是，使一个制冷介质压缩机系统的可靠性得到改善。
此任务在前述类型的制冷介质压缩机系统中如此来解决控制装置和气体传感器设置在一个共同的壳体中。
由此出发制冷介质气体例如丁烷比空气重，并且在不密封的情况下向下移动，该制冷介质气体用在制冷家电例如一个冰柜中的压缩机中。那里还设置有评判元件，即控制装置的元件。如果人们这时将气体传感器安置在能够产生危险状况的位置处，那么当控制装置的壳体中的气体浓度增加时，在该情况下必须切断制冷介质压缩机系统的工作。气体通常不突然以一个这样高的、即已经存在危险的情况的浓度出现。所述气体在通常情况下只能够相对缓慢地进入到控制装置的壳体中，使得不到壳体本身中出现一个能够导致爆炸或者燃烧的浓度之前气体传感器很难获知该气体的存在。另一方面，人们确切地在该气体意味着一种危险的地方、即贴近控制装置的元件的地方确定气体的存在。对其它地方的气体浓度不太感兴趣。
优选的是，壳体至少一部分是透气的。人们还必须不密封地闭合外壳，而是能够使用一个便宜的壳体，例如IP20。此外这具有的优点是，可以与环境进行气体交换，这又使控制装置的电子元件的冷却得到简化。
优选的是，壳体具有一个透气的区域和一个不透气的区域，在透气的区域中设置气体传感器，在不透气的区域中设置控制装置。因此通过控制装置的大功率电子件(Leistungselektronik)防止冷却介质气体点燃的可靠性得到提高。与此相反气体传感器处于快速并且可靠地掌握气体进入的情况的位置中。
优选的是，将气体传感器集成到控制装置的一个电子的电路中。因此其优点是，在气体传感器与控制装置之间不需要附加的线路。例如气体传感器能够设置在一个电路板上，控制装置的元件也设置在该电路板上。
优选的是，气体传感器是一个分压系统的组成部分。气体传感器的电阻根据要监视的气体的浓度而改变。这时能够设置一个阈值电路，该电路在一个分压器中相对迅速地获知某个电压级的超出。
优选的是，气体传感器与一个微控制器相结合。代替一个微控制器人们也能够利用一个ASIC，也叫做专用集成电路(anwenderspezifischen integriertenSchaltkreis)。一个这样构造的电子件是足够“智能的”。该电子件在通常情况下与预防有关的，比电机的解决方法明显地更为可靠。
优选的是，微控制器构成一个计算和贮存装置，一个制冷介质损失的随时间的变化可以由该装置记录。在这种情况下人们也许能够借助于获得的信息说明制冷系统中剩余的制冷介质的量。
优选的是，除了所述气体传感器至少设置另一种气体传感器。这增加了多余的信息，并且使压缩机系统的工作可靠性得到提到。
优选的是设置一个选择装置，该选择装置根据下面至少一种情况使用一个还未使用的气体传感器一个被使用的气体传感器的一个预定的操作时间已经期满或者一个被使用的气体传感器工作失效。气体传感器在通常情况下只具有一个限定的工作时间。这个工作时间虽然能够延续许多年，然而一个制冷家电的寿命还要更长。当人们设置多个传感器时，它们按照顺序工作，人们能够使控制电子件的寿命与制冷家电的寿命相匹配。
在另一种方案中，多个气体传感器同时工作。这增加了多余的信息，也就是说，在一个气体传感器发生故障的情况下，另外的传感器可以继续工作。
下面借助于一个优选的实施例结合附图对本发明进行详细描述。其中图1是一个制冷介质压缩系统的示意图，图2是一个带有一个气体传感器的电路图的示意图。
具体实施例方式
一种制冷介质压缩系统1具有一个密封地闭合的外壳2，该外壳其本身是已知的因此不详细描述，它包围一个具有电动马达的制冷介质压缩机。外壳2具有一个进气管3和一个排气管4，同样也不详细描述的一个制冷介质的循环机构能够连接到所述管道上，除了压缩系统旁边还具有一个冷凝器和一个蒸发器以及通常具有一个膨胀阀。在该循环机构中一种制冷介质进行循环，该制冷介质其至少部分地以气体形式存在。制冷介质中例如是制冷介质R600(异丁烷)。该制冷介质的特征为相对环保，并且当它在不密封的情况下从制冷设备中漏出时不产生温室效应。
制冷系统1通常设置在一个制冷家电的部位上，例如一个冰柜中，沿重力方向相对较大降低。制冷介质R600比空气重。在制冷介质循环机构不密封的情况下，制冷介质向下沉，并且因此到达压缩机系统1的附近。
为了控制压缩机，确切地说是控制其驱动马达，在外壳2的侧面，设置一个控制装置5。该控制装置5包括一个壳体6，这个壳体不是气体密封的，而是甚至能够具有孔洞或者开口7。因此向下沉的气体能够扩散到壳体6的内部空间8中，电元件设置在该内部空间中。当在内部空间8中积聚气体的气体浓度产生一种易燃的混合物时，这会导致危险的状态，并且除此之外控制装置5的电元件发热或者产生火花，如果没有附加的措施，就使得易燃的和可燃的混合物燃烧或者甚至可能发生爆炸。
电元件涉及例如大功率半导体9，该电元件设置在一个电路板10上。设置一个较宽的承载例如元件12，13的电路板11，该元件用来控制大功率半导体9。设置一个导线(Durchführung)14，从而能够将电功率传递到外壳2的内部中。
在电路板11上设置一个气体传感器15。该气体传感器15是一个线路的组成部分，该线路还具有一个微控制器16。该气体传感器15能够是例如一个CAP03L型号的传感器，该传感器由英国的Capteur传感器公司制造。该传感器与丁烷起反应。
这样的传感器15具有一个至少三年的使用寿命。为了能够保证控制装置5的较长的使用寿命，人们能够以未详细描述的方式在电路板11上设置两个或者多个传感器，其中能够设置一个选择装置，当第一个不再发挥作用或者一个预定的寿命完成时，所述选择装置首先选择一个还未使用的传感器使其工作。当然也能够出于多余和安全的考虑，安装多个同时工作的气体传感器。
图2示意性地示出了一个电路系统，其中气体传感器15是一个分压器电路的组成部分，该电路附加具有一个电阻R。分压器17具有一个中间分支点18，该分支点与所述的微控制器16连接。取代一个微控制器，人们自然还能够使用可实现相同作用的一个另外的电元件，例如一个专用集成电路(ASIC)。气体传感器15的电阻根据要监视的气体浓度而改变。微控制器16能够容易地确定在中间分支点18处超过或者低于临界电压，并且在超过气体浓度的情况下例如发出一个警报。为此，能够在一个电子恒温器处传递一个信号，该信号通过一个显示器或者一个脉冲式的发光二极管或者一种另外的光学的或者声学的显示器，促使人们注意到危险的存在。
除此之外，微控制器16能够在一个太高的气体浓度下使得控制装置5和压缩机的驱动机构工作停止。
一种保险装置、例如上面提到的气体安全装置(Glassicherung)能够因此被省去。所描述的电子件通常是可靠的。
通过使壳体6中的气体传感器15与控制装置5的其余的元件一起设置，所以人们能够使用一个相对便宜的外壳，该外壳例如只执行安全规章IP20。因此一个密封地封闭的壳体不是必要的。在此人们假设，在不密封的情况下内部空间8中的气体浓度突然升高。更确切地说，气体浓度将随着时间增大，那么在内部空间8中达到危险气体浓度之前，气体的状况通过气体传感器15获知。可以说壳体6具有附加的功能可将漏出的气体收集并聚集起来，因此可以在相对小的漏出量时获知漏出的气体。如果人们想让气体简单地漏出到环境中，而不设置一个积聚空间，那就会出现这样的现象即气体浓度总是保持这样小，人们实际上不能用合理的费用获知该浓度。
代替一个在内部空间8中设置的传感器15还可以将传感器设置在壳体6的一个敞开的并且因此是透气的部分中，其余的电子件、其中包括大功率半导体9安装在一个气密的空间中。因此通过大功率电子元件来防止气体点燃的可靠性得到提高。这样一种气体传感器19在图1中示意地表示。所述传感器19在发生故障的情况下可以方便地更换。
微控制器16构成一个“相对智能的”电子件。它能够在工作期间进行一系列测试，并且进行贮存(数据记录)。因此能够对一段时间中气体的损出进行报告。因此还能够对制冷制备中剩余的制冷剂的量进行报告。
权利要求
1.一种制冷介质的压缩机系统，该压缩机系统带有一个压缩机、一个与该压缩机电连接的控制装置和一个气体传感器，其特征在于，所述控制装置(9-13)和气体传感器(15)设置在一个共同的壳体(6)中。
2.根据权利要求1的系统，其特征在于，所述壳体(6)至少一部分是透气的。
3.根据权利要求2的系统，其特征在于，所述壳体(6)具有一个透气的区域和一个不透气的区域，在透气的区域中设置该气体传感器，在不透气的区域中设置控制装置(9-13)。
4.根据权利要求1至3中任一项的系统，其特征在于，所述气体传感器(15)集成到控制装置的一个电子电路(9-13，16)中。
5.根据权利要求4的系统，其特征在于，气体传感器(15)是一个分压系统(17)的组成部分。
6.根据权利要求1至5中任一项的系统，其特征在于，气体传感器(15)与一个微控制器(16)或者专用集成电路进行连接。
7.根据权利要求6的系统，其特征在于，微控制器(16)构成一个计算贮存装置，一个制冷介质损失的时间变化可以由该装置记录。
8.根据权利要求1至7中任一项的系统，其特征在于，除气体传感器(15)之外还至少设置另一个气体传感器(19)。
9.根据权利要求8的系统，其特征在于，设置一个选择装置，该选择装置根据下面至少一种情况使用一个还未使用的气体传感器(15)a)一个被使用的气体传感器的一个预定的操作时间已经期满，或者b)一个被使用的气体传感器工作失效。
10.根据权利要求8的系统，其特征在于，多个气体传感器(15、19)同时工作。
全文摘要
一种制冷介质压缩机系统(1)，该系统带有一个压缩机、一个与该压缩机电连接的控制装置(9－13，16)和一个气体传感器(15)。人们希望能够使可靠性得到改善。为此，控制装置(9－13)和气体传感器(15)设置在一个共同的壳体(6)中。
文档编号F04B49/10GK1550671SQ200410059520
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月6日
发明者O·S·巴赫曼, O S 巴赫曼 申请人:丹福斯压缩器有限公司