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Patent Searching and Data


Title:
AIR CONDITIONING COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2015/086326
Kind Code:
A1
Abstract:
Air conditioning compressor, in particular for CO2, for intake and compression of a refrigerant, having a housing part, in particular a cylinder head, with intake and discharge ports, with a compressor working chamber in which the refrigerant is drawn in and compressed, for example by means of pistons and cylinder liners, with intake and exhaust valves which close the compressor working chamber and are connected to a pressure or suction chamber in the housing part, in particular a cylinder head, and by opening and closing correspondingly enable the intake and compression, wherein the pressure chamber has a check valve, upstream of the discharge into the pressure port to the outside, which prevents a backflow of the refrigerant out of an air conditioning system into the air conditioning compressor, characterized in that a second pressure chamber is arranged between the pressure port to the outside and the check valve and has, with respect to a horizontal plane of the installed air conditioning compressor, an inclined position, the lowest point of which is closed by a pressure limitation element.

Inventors:
DITTMAR JENS (DE)
JENNAOUI SAID (DE)
KRUG MICHAEL (DE)
RINN BORIS (DE)
SCHÄFER TILO (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/075717
Publication Date:
June 18, 2015
Filing Date:
November 26, 2014
Export Citation:
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Assignee:
MAGNA POWERTRAIN BAD HOMBURG GMBH (DE)
International Classes:
F04B39/02; F04B27/10; F04B39/06; F04B39/16; F04B53/18; F04B53/20
Domestic Patent References:
WO2006021180A12006-03-02
WO2007054243A12007-05-18
WO2002002942A12002-01-10
Attorney, Agent or Firm:
RAUSCH, Gabriele (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1 . Klimakompressor, insbesondere für CO2, zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, mit einem Gehäuseteil, insbesondere Zylinderkopf, mit Ansaug- und Ausstoßanschlüssen, mit einem Verdichterarbeitsraum, in welchem, beispielsweise mittels Kolben und Zylinderlaufbuchsen, das Kältemittel angesaugt und verdichtet wird, mit Ventileinrichtungen, mit Ansaug-und Ausstoßventilen, welche den Verdichterarbeitsraum abschließen und mit einem Druck- bzw. Saugraum im Gehäuseteil, insbesondere Zylinderkopf, in Verbindung stehen und durch Öffnen und Schließen entsprechend das Ansaugen und Verdichten ermöglichen, wobei der Druckraum stromauf vor der Einmündung in den Druckanschluss nach außen ein Rückschlagventil aufweist, welches ein Zurückströmen des Kältemittels aus einer Klimaanlage in den Klimakompressor verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Druckanschluss nach außen und dem Rückschlagventil ein zweiter Druckraum angeordnet ist, der gegenüber einer horizontalen Ebene des eingebauten Klimakompressors eine Schräglage aufweist, welche an der tiefsten Stelle durch ein Druckbegrenzungselement abgeschlossen ist.

2. Klimakompressor nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schräglage durch die Position im Gehäuseteil oder durch die Einbaulage des Kompressors hergestellt wird.

3. Klimakompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbegrenzungseinrichtung als Druckbegrenzungsventil oder als Bersteinrichtung, beispielsweise durch eine Berstscheibe, ausgebildet ist.

4. Klimakompressor nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum durch eine seitliche Bohrung dargestellt ist, welche an ihrer geodätisch tiefsten Stelle durch die Druckbegrenzungseinrichtungen abgeschlossen wird.

5. Klimakonnpressor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch die schräge Lage der Bohrung sich vor der Bersteinrichtung ein aus dem Kältemittel abgeschiedenes Kompressorschmiermittel ansammelt.

6. Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung zum Druckanschluss an der höheren Position des zweiten Druckraums vom zweiten Druckraum nach außen abzweigt, sodass sich in der tieferen Position des Druckraumes ein strömungsberuhigter Totraum ergibt.

7. Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Bohrung eine Stufe angeordnet ist, beispielsweise in Form eines gelochten Einsatzes, welcher die Strömungsberuhigung noch verstärkt und weiterhin als Staustufe für den sich dahinter bildenden Öl- spiegel vor der Druckbegrenzungseinrichtung dient, sodass die Höhe des Öl- spiegels durch die Abmessungen der Öffnung in diesem Einsatz festgelegt werden kann.

8. Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung einer Berstscheibe als Druckbegrenzungseinrichtung der Ölspiegel die Berstscheibe nur an ihrem Umfang benetzt/benetzen muss.

9. Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Druckbegrenzungsventil der Ölspiegel beispielsweise bis zur Mitte des Ventilsitzes reicht/reichen muss.

10. Klimakonnpressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil mit dem zweiten Druckraum einen Zylinderkopf darstellt.

1 1 . Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuseteil mit dem zweiten Druckraum, also dem Zylinderkopf, an einem Zylinderblock angeordnet ist, in welchem die hin- und hergehenden Kolben angeordnet sind, wobei zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf eine Ventilplatte mit entsprechenden Einlass- und Auslassventilen angeordnet sein kann.

12. Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz mit der Öffnung, praktisch ein Drosseleinsatz, auch als Sperreinrichtung gegen Schmutzpartikel dient, sodass die Bersteinrichtung von diesen Schmutzpartikeln nicht in ihrer Funktion gestört wird.

13. Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum einen Strömungsberuhigungsraum und/oder ein Dämpfungsvolumen gegen Pulsationsgeräusche darstellt.

14 . Klimakompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Druckraum durch Verschnitt von bestehenden Bohrungen ohne Deckel ausgebildet ist.

Description:
Klimakompressor

Die Erfindung betrifft einen Klimakompressor, insbesondere für CO 2 , zum Ansau- gen und Verdichten eines Kältemittels, mit einem Gehäuseteil, insbesondere Zylinderkopf, mit Ansaug- und Ausstoßanschlüssen, mit einem Verdichterarbeitsraum, in welchem, beispielsweise mittels Kolben und Zylinderlaufbuchsen, das Kältemittel angesaugt und verdichtet wird, mit Ventileinrichtungen, mit Ansaug-und Ausstoßventilen, welche den Verdichterarbeitsraum abschließen und mit einem Druck- bzw. Saugraum im Gehäuseteil, insbesondere Zylinderkopf, in Verbindung stehen und durch Öffnen und Schließen entsprechend das Ansaugen und Verdichten ermöglichen, wobei der Druckraum stromauf vor der Einmündung in den Druckanschluss nach außen ein Rückschlagventil aufweist, welches ein Zurückströmen des Kältemittels aus einer Klimaanlage in den Klimakompressor verhin- dert.

Derartige Klimakompressoren sind bekannt. Dabei existiert das Problem, dass bei im Kompressorgehäuse angeordneten Druckbegrenzungseinrichtungen durch einen Mangel an Schmiermittel zur Abdichtung oder durch Beeinflussung von Schmutzpartikel im Kältemittel inklusive dem darin enthaltenen Schmiermittel in ih- rer Funktion gefährdet werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, dieses Problem zu lösen.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Klimakompressor, insbesondere für CO 2 , zum Ansaugen und Verdichten eines Kältemittels, mit einem Gehäuseteil, insbesondere Zylinderkopf, mit Ansaug-und Ausstoßanschlüssen, mit einem Verdichterarbeits- räum, in welchem, beispielsweise mittels Kolben und Zylinderlaufbuchsen, das

Kältemittel angesaugt und verdichtet wird, mit Ventileinrichtungen, mit Ansaug-und Ausstoßventilen, welche den Verdichterarbeitsraum abschließen und mit einem Druck- bzw. Saugraum im Gehäuseteil, insbesondere Zylinderkopf, in Verbindung stehen und durch Öffnen und Schließen entsprechend das Ansaugen und Verdich- ten ermöglichen, wobei der Druckraum stromauf vor der Einmündung in den Druckanschluss nach außen ein Rückschlagventil aufweist, welches ein Zurückströmen des Kältemittels aus einer Klimaanlage in den Klimakompressor verhindert, wobei zwischen dem Druckanschluss nach außen und dem Rückschlagventil ein zweiter Druckraum angeordnet ist, der gegenüber einer horizontalen Ebene des eingebauten Klimakompressors eine Schräglage aufweist, welche an der tiefsten Stelle durch ein Druckbegrenzungselement abgeschlossen ist.

Bevorzugt wird ein Klimakompressor, bei dem die Schräglage durch die Position im Gehäuseteil oder durch die Einbaulage des Kompressors hergestellt wird. Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem die Druckbegrenzungseinrichtung als Druckbegrenzungsventil oder als Bersteinrichtung, beispielsweise durch eine Berstscheibe, ausgebildet ist.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem der zweite Druckraum durch eine seitliche Bohrung dargestellt ist, welche an ihrer geodätisch tiefsten Stelle durch die Druckbegrenzungseinrichtungen abgeschlossen wird.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem durch die schräge Lage der Bohrung sich vor der Bersteinrichtung ein aus dem Kältemittel abgeschiedenes Kompressorschmiermittel ansammelt.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem die Leitung zum Druckan- schluss an der höheren Position des zweiten Druckraums vom zweiten Druckraum nach außen abzweigt, sodass sich in der tieferen Position des Druckraumes ein strömungsberuhigter Totraum ergibt.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem innerhalb der Bohrung eine Stufe angeordnet ist, beispielsweise in Form eines gelochten Einsatzes, welcher die Strömungsberuhigung noch verstärkt und weiterhin als Staustufe für den sich dahinter bildenden Ölspiegel vor der Druckbegrenzungseinrichtung dient, sodass die Höhe des Ölspiegels durch die Abmessungen der Öffnung in diesem Einsatz festgelegt werden kann.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem bei Verwendung einer Berstscheibe als Druckbegrenzungseinrichtung der Ölspiegel die Berstscheibe nur an ihrem Umfang benetzt/benetzen muss.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem bei Verwendung eines Druckbegrenzungsventil der Ölspiegel beispielsweise bis zur Mitte des Ventilsitzes reicht/reichen muss.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem das Gehäuseteil mit dem zwei- ten Druckraum einen Zylinderkopf darstellt.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem das Gehäuseteil mit dem zweiten Druckraum, also dem Zylinderkopf, an einem Zylinderblock angeordnet ist, in welchem die hin- und hergehenden Kolben angeordnet sind, wobei zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderkopf eine Ventilplatte mit entsprechenden Einlass- und Auslassventilen angeordnet sein kann.

Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem der Einsatz mit der Öffnung, praktisch ein Drosseleinsatz, auch als Sperreinrichtung gegen Schmutzpartikel dient, sodass die Bersteinrichtung von diesen Schmutzpartikeln nicht in ihrer Funktion gestört wird. Bevorzugt wird auch ein Klimakompressor, bei dem der zweite Druckraum einen Strömungsberuhigungsraum und/oder ein Dämpfungsvolumen gegen Pulsations- geräusche darstellt.

Die Erfindung wird nun anhand der Figur beschrieben.

Die einzige Figur zeigt schematisch im Querschnitt einen Klimakompressor 1 , der acht Zylinderlaufbuchsen 3 innerhalb eines Zylinderblockes 5 aufweist, welcher wiederum innerhalb eines schematisch dargestellten Gehäuses 7 angeordnet ist. Durch hier nicht dargestellte Ausstoßventile wird das verdichtete Kältemittel in einen ersten Druckraum 9 innerhalb eines hier schematisch dargestellten Zylinderkopfes ausgestoßen, wie durch den Pfeil 1 1 gekennzeichnet. Das Kältemittel strömt über ein Rückschlagventil 13 und eine Leitung 15 in einen zweiten Druckraum 17, welcher durch eine schrägliegende Querbohrung im Vergleich zu einer horizontalen Einbauposition durch die Linie 19 dargestellt ist und einen Winkel α einnimmt, der geodätisch gesehen, das Ende 21 der Bohrung tiefer als den Anfang 23 der Bohrung legt. Die Bohrung 17 ist an ihrem tiefer gelegten Ende 21 durch ei- ne Druckbegrenzungseinrichtung 25 abgeschlossen, welche durch ein Druckbegrenzungsventil oder eine Bersteinrichtung, beispielsweise in Form einer Berstscheibe, dargestellt werden kann. Im höher gelegenen Anfangsbereich 23 der Bohrung 17 ist ein Druckanschluss 27 dargestellt, welcher aus dem Gehäuse nach außen führt und einen Anschluss zur Klimaanlage ermöglicht, in welche das Käl- temittel in Richtung des Pfeiles 29 einströmt.

Die Bohrung 17 ist seitlich in den Zylinderkopf eingebracht, sodass diese einzelne Bohrung eine hinreichend sichere Wandstärke für hohe Drücke darstellt, wie sie insbesondere bei der Verwendung von Co 2 als Kältemittel auftreten. Weiterhin ist dieser zweite Druckraum 17 nicht durch einen oben am Zylinderkopf aufliegenden separaten Deckel mit Dichtungen und Schrauben abgeschlossen, sodass auch eine Vermeidung von zusätzlich möglichen Leckagestellen und Druckbelastungen von Schrauben und Deckel erzielt wird.

In die Bohrung 17 kann zusätzlich ein ringförmiger Einsatz 31 eingesetzt werden, welcher praktisch für die von der Leitung 15 bis durch den Druckanschluss 27 er- folgende Kältemittelströmung eine Drosselstelle darstellt, sodass im unteren Bereich 21 der Bohrung 17 eine strömungsberuhigte Ansammlung des Kältemittels erfolgt. Weiterhin kann ein Schmiermittel, welches sich innerhalb des Kompressors im Kältemittel befindet und für eine ausreichende Schmierung des Kompressortriebwerkes sorgt, sich hinter der Drosselstelle 31 ansammeln und somit die Druckbegrenzungseinrichtung benetzen oder in einen bestimmten, durch den Durchmesser der Drosselstelle 31 definierbaren Ölspiegel 32 gewisser Maßen umgeben, sodass auch die Druckbegrenzungseinrichtung bei Stillstand des Kompressors nicht trocken fällt. Das hat den Vorteil, dass das Schmiermittel zusätzlich zu den mechanischen Teilen der Druckbegrenzungseinrichtung eine Dichtung ermöglicht für die Kältemittel-Gasmoleküle. Weiterhin hat diese Drosselstelle 31 den Vorteil, dass sich in der Strömung befindliche Schmutzpartikel vor der Drosselstelle 31 im Bereich 33 ansammeln können und somit die Funktion der Druckbegrenzungseinrichtung nicht beeinträchtigen. Die Erfindung hat somit den Vorteil, dass die Druckbegrenzungseinrichtung immer und vor allem im Stillstand bevorzugt mit Öl benetzbar ist. Außerdem wird das Risiko minimiert, dass in der Nähe der Druckbegrenzungseinrichtung dauerhaft Schmutzpartikel angesammelt werden, welche nach einmaliger Öffnung der Einrichtung diese daran hindern könnten, wieder korrekt zu schließen. Weiterhin ermöglicht die seitliche Bohrung 17 ein Entfall von oberen horizontalen Gehäuseteilungen und den damit verbundenen Dichtstellen und Schrauben, wie sie beispielsweise im Stand der Technik vorzufinden sind. Damit wird weiterhin eine Platzersparnis im Bereich des entsprechenden Gehäusebereiches, wie z. B. dem Zylinderkopf, erreicht, in dem sonst die Einschraubtiefe für Schrauben vorgehalten werden müsste. Auch hat eine zylindrische Bohrung den Vorteil, für höhere Betriebsdrücke, wie sie speziell bei der Verwendung von CO2 als Kältemittel auftreten, entsprechend druckfest zu sein und keine zu- sätzlichen Leckagestellen nach außen vorzuweisen. Somit stellt die Erfindung generell die Vorteile dar, die Betriebssicherhit eines Verdichters hinsichtlich Dichtigkeit allgemein und die Funktionssicherheit eines Druckbegrenzungselements im Besonderen nachhaltig zu verbessern.

Bezuqszeichenliste

Klimakompressor

Zylinderlaufbuchsen

Zylinderblock

Gehäuse

erster Druckraum

Pfeil

Rückschlagventil

Leitung

Druckraum

Linie

Winkel

Ende der Bohrung 17/

tiefer gelegtes Ende

Anfang der Bohrung 17

Druckbegrenzungseinrichtung

Druckanschluss

Pfeil

Drosselstelle

Ölspiegel

Bereich