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Title:
COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/066914
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to a compressor (10, 200) for compressing refrigerant, comprising a drive mechanism arranged in a drive mechanism chamber (14) bounded at least partially by a drive mechanism housing (12), a suction gas volume (46) and a high pressure volume (48), wherein the high pressure volume (48) is in fluid communication via a second fluid connection (74) with the driving mechanism chamber (14), wherein the compressor further comprises a first fluid connection (54, 254) that can be brought into fluid communication or is in fluid communication with an oil-conducting volume (205) of a refrigeration system or of the compressor (10, 200), and wherein an oil separator (56) is arranged in the first fluid connection (54, 254).

Inventors:
ETTER, Wolfgang (Duttenhöferstrasse 54, Nürtingen, 72622, DE)
GOERLICH, Arno (Paulusstrasse 46-1, Neuffen, 72639, DE)
Application Number:
EP2010/007097
Publication Date:
June 09, 2011
Filing Date:
November 23, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BOCK KÄLTEMASCHINEN GMBH (Benzstrasse 7, Frickenhausen, 72636, DE)
ETTER, Wolfgang (Duttenhöferstrasse 54, Nürtingen, 72622, DE)
GOERLICH, Arno (Paulusstrasse 46-1, Neuffen, 72639, DE)
International Classes:
F25B43/02
Foreign References:
NL125513C
EP1431087A22004-06-23
EP2055952A22009-05-06
JP2009063234A2009-03-26
DD273476A11989-11-15
US6015269A2000-01-18
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
MEDERLE-HOFFMEISTER, Stefan (Postfach 10 21 43, Augsburg, 86011, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verdichter (10, 200) zum Verdichten von Kältemittel mit einem in einem wenigstens

teilweise durch ein Triebswerksgehäuse (12) begrenzten Triebwerksraum (14)

angeordneten Triebwerk, einem Sauggasvolumen (46) und einem Hochdruckvolumen (48), wobei das Hochdruckvolumen (48) über eine zweite Fluidverbindung (74) mit dem

Triebwerksraum (14) in Fluidkommunikation steht,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Verdichter weiterhin eine erste Fluidverbindung (54, 254) aufweist, welche mit einem ölführenden Volumen (205) einer Kälteanlage oder des Verdichters (10, 200) in

Fluidkommunikation bringbar ist bzw. in Fluidkommunikation steht, wobei in der ersten Fluidverbindung (54, 254) ein Ölabscheider (56) angeordnet ist.

2. Verdichter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

das ölführende Volumen (205) das Sauggasvolumen (46) des Verdichters (10, 200) oder ein Niederdruckvolumen der Kälteanlage ist.

3. Verdichter (10, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Ölabscheider (56) einen Zentrifugalölabscheider aufweist.

4. Verdichter (10, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Ölabscheider (56) einen Ölaustritt (106) aufweist, welcher über eine dritte

Fluidverbindung (104) mit der zweiten Fluidverbindung (74) zwischen dem

Hochdruckvolumen (48) und dem Triebswerksraum (14) in Fluidkommunikation steht.

5. Verdichter (10, 200) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Ölaustritt (106) mit einem in der zweiten Fluidverbindung (74) zwischen

Hochdruckvolumen (48) und Triebswerksraum (14) angeordneten und mit der zweiten Fluidverbindung (74) in Fluidkommunikation stehenden Injektor (84) bzw. einer dort angeordneten und mit der zweiten Fluidverbindung (74) in Fluidkommunikation stehenden Strahlpumpe in Fluidkommunikation steht.

6. Verdichter (10, 200) nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Injektor (84) bzw. die Strahlpumpe einen Treibmedieneintritt (82) , einen

Saugmedieneintritt (102) und einen Injektorausgang (92) aufweist, wobei der

Treibmedieneintritt (82) über einen Treibmedienabschnitt (76) der zweiten Fluidverbindung (74), welcher zwischen dem Hochdruckvolumen (48) und dem Treibmedieneintritt (82) angeordnet ist, mit dem Hochdruckvolumen (48) in Fluidkommunikation steht, wobei ferner der Injektorausgang (92) über einen Austrittsabschnitt (86) der zweiten Fluidverbindung (74), welcher zwischen dem Injektorausgang (92) und dem Triebwerksraum (14) angeordnet ist, mit dem Triebwerksraum (14) in Fluidverbindung steht, und wobei der Saugmedieneintritt (102) über die dritte Fluidverbindung (104), welche zwischen dem Saugmedieneintritt (102) und dem Ölaustritt (106) des Ölabscheiders (56) angeordnet ist, mit dem Ölaustritt (106) des Ölabscheiders (56) in Fluidverbindung steht.

7. Verdichter (10, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite Fluidverbindung (74) mit wenigstens einem im Triebwerksgehäuse (14) angeordneten Triebwerksraumeinlass (108; 206) in Fluidkommunikation steht, wobei dieser im Bereich einer zu schmierenden Schmierstelle (16; 30) angeordnet ist.

8. Verdichter (10, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Olabscheider (56) einen Olabscheidereingang (66) und einen Olabscheiderausgang (72) aufweist, wobei der Olabscheidereingang (66) über einen Ölabscheiderzuführabschnitt (58) der ersten Fluidverbindung (54), welcher zwischen dem Triebwerksraum (14) des

Verdichters (10, 200) oder einem Niederdruckvolumen der Kälteanlage und dem

Olabscheidereingang (66)angeordnet ist, mit dem Triebwerksraum (14) oder einem

Niederdruckvolumen der Kälteanlage in Fluidkommunikation steht, und der Olabscheiderausgang (72) über einen Olabscheiderabführabschnitt (60) der ersten

Fluidverbindung (54, 254), welcher zwischen dem Olabscheiderausgang (72) und dem Sauggasvolumen (46) angeordnet ist, mit dem Sauggasvolumen (46) in

Fluidkommunikation steht.

9. Verdichter (10, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

in der ersten Fluidverbindung (54, 254) eine Stelle reduzierten oder reduzierbaren

Querschnitts, insbesondere ein Ventil oder eine Blende angeordnet ist.

10. Verdichter (10, 200) nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Stelle reduzierten oder reduzierbaren Querschnitts ein Pulsventil (100) ist.

11. Verdichter (10, 200) nach Anspruch 9 oder 10,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Stelle reduzierten oder reduzierbaren Querschnitts im Olabscheiderabführabschnitt (60) der ersten Fluidverbindung (54, 254) angeordnet ist.

12. Verdichter (10, 200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Triebwerk eine Schwenkscheibe (16) oder einen Schwenkring umfasst.

13. Verdichter (10, 200), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

der Verdichter (10, 200) eine Ölkühlvorrichtung umfasst.

14. Verdichter nach Anspruch 13,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ölkühlvorrichtung ein Expansionsorgan aufweist.

15. Verdichter nach Anspruch 13 oder Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ölkühlvorrichtung in einem/dem Injektor (84) angeordnet ist.

Description:
Verdichter

Die Erfindung betrifft einen Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Verdichter zum Verdichten von Kältemittel finden heutzutage mannigfaltigen Einsatz. Dies ist beispielsweise im Bereich der (Raum-)Klimatisierung sowie auch im Bereich der Kühlung unterschiedlichster Waren der Fall. Im Bereich der (Raum-)Klimatisierung sind unter Anderem die Klimatisierung von Wohn- und Bürogebäuden sowie die Klimatisierung von Kraftfahrzeugen (beispielsweise die Klimatisierung von Fahrgastzellen von

Personenkraftwagen und die Klimatisierung von Führerhäusern in Lastkraftwagen) sowie die Klimatisierung im Bereich Bahn (Klimatisierung von Zügen, Straßenbahnen und dergleichen) zu nennen. Im Bereich der Kühlung finden Kältemittelverdichter unter Anderem im Bereich der Transportkälte (z. B. Kühlung von Sattelaufliegern von

Lastkraftwagen, Kühlung von Bahnwaggons und dergleichen), sowie im stationären Bereich, beispielsweise im Bereich der Supermarktkälte (Kühltheken, Kühlung von Lagerhallen in Supermärkten und anderen Lagerhallen) Verwendung.

Ein Beispiel für Kältemittelverdichter mit einem Triebwerk, welches in einem

Triebwerksraum angeordnet ist, der (teilweise oder auch insgesamt) durch ein

Triebswerksgehäuse begrenzt ist, findet man im Bereich der Klimatisierung von

Personenkraftwagen. Bei den Verdichtern für Personenkraftwagen handelt es sich meist um Verdichter der Schwenkscheibenbauart. Bei dieser Bauart weist das Triebwerk eine Schwenkscheibe bzw. einen Schwenkring auf, welche(r) schwenkbar an einer mit einem Motor in Wirkeingriff stehenden Antriebswelle angeordnet ist.

Dadurch, dass die Schwenkscheibe bzw. der Schwenkring, welche(r) mit Kolben, welche in Zylinderbohrungen angeordnet sind, schwenkbar zur Antriebswelle angeordnet ist, kann das Hubvolumen der Kolben und damit das Fördervolumen des Verdichters beeinflusst werden. Das Fördervolumen bzw. der Kolbenhub des Verdichters kann durch den im Triebwerksraum vorherrschenden Druck eingestellt werden. Zur Regelung oder Steuerung des Kolbenhubs weisen diese Verdichter eine Niederdruck-Fluidverbindung, welche den Triebswerksraum mit einem Sauggasvolumen in Form einer Saugkammer in

Fluidkommunikation bringt, sowie eine Hochdruck-Fluidverbindung, welche den

Triebswerksraum mit einem Hochdruckvolumen (Druckkammer) in Fluidkommunikation bringt, auf. Dadurch kann dem Triebwerksraum über die Hochdruck-Fluidverbindung Kältemittel unter hohem Druck zugeführt werden, wodurch der Triebwerksraumdruck erhöht wird. Über die Niederdruck-Fluidverbindung kann der Druck im Triebwerksraum verringert werden.

Bei den bekannten Verdichtern der Schwenkscheibenbauart handelt es sich um

ölgeschmierte Verdichter. Durch die Drehbewegung der Schwenkscheibe, die Bewegung anderer beweglicher Bauteile und durch die Druckänderungen wird im Triebwerksraum befindliches Öl aufgewirbelt und bildet einen Ölnebel (Ölnebelschmierung). Der im

Triebswerksraum entstehende Ölnebel wird über die Niederdruck-Fluidverbindung

(zwischen Triebswerksraum und Saugkammer) in die Saugkammer und von dort zusammen mit dem Kältemittel in die Zylinder verbracht. Nach dem Verdichten wird der Ölnebel teilweise über die Hochdruck-Fluidverbindung zurück in den Triebwerksraum befördert, während weitere Teile des Öls über einen Kältemittelkreislauf einer

Kälteanlage, in der der Verdichter angeordnet ist (insbesondere über im

Kältemittelkreislauf angeordnete Kälte- bzw. Wärmetauscher in Form eines Kondensators und eines Verdampfers, sowie über ein im Kreislauf angeordnetes Expansionsorgan) zurück in das Sauggasvolumen bzw. die Saugkammer gelangen. Um eine sichere

Schmierung zu gewährleisten, wird dabei das Öl im Kreis gepumpt. Kältemittelverdichter dieser Bauart weisen eine Ölfüllung von in etwa 100 g Öl pro 1 Liter Kältemittel auf.

Auch bei Verdichtern, die nicht in der Schwenkscheibenbauart konstruiert sind (z.B.

Verdichter mit konstantem Kolbenhub) gelangt Öl in den Kältemittelkreislauf und von dort zurück in die Saugkammer des Verdichters, obwohl in diesen Verdichtern in der Regel keine Fluidverbindung zwischen Saugkammer und Triebwerksraum besteht.

Verdichter für die Klimatisierung von Fahrgastzellen von Personenkraftwagen sind ein Massenprodukt, welches im Falle eines Defekts ausgetauscht wird. Eine Reparatur ist nicht vorgesehen. Ebenso ist während der Lebensdauer eines solchen Verdichters auch keine Wartung desselben vorgesehen. Dies ist jedoch im Bereich von Verdichtern mit größerer Kälteleistung nicht der Fall. Während Verdichter in Personenkraftwagen relativ niedrige Betriebsdauern haben, sind größere Verdichter beispielsweise in Bussen oder zur Kühlung von Waren in Lastkraftwagen und Lagerhallen nahezu ununterbrochen in Betrieb. Aufgrund der hohen Betriebsdauern ist eine regelmäßige Wartung der Verdichter unumgänglich. Bei den regelmäßigen Wartungen findet auch ein Ölwechsel statt. Befindet sich Öl im gesamten Kältemittelkreislauf, so verbleibt ein Teil des Altöls beim Ölwechsel im Verdichter bzw. in der Kälteanlage. Dies würde die Wartungsintervalle verkürzen.

Ferner entstehen durch das im gesamten Kälteittelkreislauf befindliche Öl energetische Nachteile, welche im Bereich der Personenkraftwagenklimatisierung nicht ins Gewicht fallen, jedoch bei größeren Verdichtern für energetische Verluste sorgen.

Demnach ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter anzugeben, welcher betriebskostengünstig arbeitet und welcher gegenüber dem Stand der Technik

energetische Vorteile bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verdichter zum Verdichten von

Kältemittel gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Erfindung nicht auf einen Verdichter der Schwenkscheibenbauart beschränkt ist. Die Erfindung kann in allen denkbaren Hubkolbenverdichtern wie z.B. Hubkolbenverdichtern in Reihen-, V- oder W-Bauweise, Axialkolbenverdichtern und Radialkolbenverdichtern mit kontantem Kolbenhub und auch in allen denkbaren Rotationskolbenverdichtern wie z.B. Schrauben-, Rollkolben-, Spiral- / Scroll-Verdichtern ralisiert werden.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. In den Zeichnungen zeigen Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters in schematischer Darstellung; und

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters wiederum in einer schematischen Darstellung.

Bei der in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsform handelt es sich um einen

Verdichter 10 der Schwenkscheibenbauart. Dieser weist ein Triebswerksgehäuse 12 auf, welches einen Triebwerksraum 14 (Kurbelraum) begrenzt. Im Triebwerksraum 14 ist eine Schwenkscheibe 16 angeordnet. In alternativen Ausführungsformen kann die

Schwenkscheibe 16 auch in Form eines Schwenkringes ausgebildet sein. Die

Schwenkscheibe 16 wird durch eine Antriebswelle 18 drehangetrieben und steht über Gleitsteine (in Fig. 1 nicht dargestellt) mit Kolben 22 in Wirkeingriff. Bei der hier dargestellten ersten Ausführungsform weist der Verdichter 10 fünf Kolben 22 auf.

Alternativ hierzu ist aber auch jegliche andere Kolbenanzahl denkbar.

Die Schwenkscheibe 16, welche drehfest mit der Antriebswelle 18 verbunden ist, ist an der Antriebswelle 18 mittels eines (nicht näher dargestellten Kipp- bzw.

Schwenkmechanismus', angedeutet durch einen Doppelpfeil 20) derart angelenkt, dass sie in ihrer Neigung (Neigungswinkel 24) der Antriebswelle gegenüber verstellbar ist. Durch die Änderung des Neigungswinkels 24 zwischen der Antriebswelle 18 und der

Schwenkscheibe 16 kann das Fördervolumen des Verdichters geregelt bzw. gesteuert werden. Je weiter der Neigungswinkel 24 von 90° abweicht, d.h. je kleiner der

Neigungswinkel wird, desto größer wird das Fördervolumen, da der Hub der Kolben 22, welche in jeweils einem Kolben zugeordneten Zylinderbohrungen 26 angeordnet sind, umso größer wird, je kleiner der Neigungswinkel 24 ist.

Die Antriebswelle 18 wird über ein in dem Triebwerksgehäuse 12 angeordnetes

Dichtelement 28, welches als Ringdichtung ausgelegt ist und den Triebwerksraum 14 fluiddicht gegen die Umgebung abdichtet, in den Triebwerksraum 14 eingeführt. Die Antriebswelle 18 ist an zwei Stellen im Verdichter 10 gelagert, nämlich mittels eines ersten Lagers 30, welches im Triebswerksgehäuse 12 angeordnet ist und mittels eines zweiten Lagers 32, welches in einem Zylinderblock 34 angeordnet ist, in welchem auch die Zylinderbohrungen 26 angeordnet sind. Ebenfalls durch das Triebswerksgehäuse 12 begrenzt weist der Verdichter 10 ein Ölreservoir 36 auf, welches mit dem Triebwerksraum 14 über eine Öffnung 38 in Fluidverbindung steht. Sowohl im Ölreservoir 36 als auch in Teilen des Triebwerksraumes 14 befindet sich ein Ölsumpf 40, welcher der Schmierung des Verdichters 10 dient.

Die beschriebene erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters 10 weist weiterhin einen Zylinderkopf 42 auf, welcher durch ein Zylinderkopfgehäuse 44 begrenzt ist. Im Zylinderkopf 42 ist ein Sauggasvolumen 46 in Form einer Saugkammer bzw. eines Saugraums angeordnet. Weiterhin ist im Zylinderkopf 42 ein Hochdruckvolumen 48 in Form eines kammerförmigen Druckraumes angeordnet. Wie durch einen ersten Pfeil 50 angedeutet, strömt aus dem Sauggasvolumen 46 zu verdichtendes Kältemittel über eine (nicht dargestellte) Öffnung (Saugventil, Sauglamelle) in die Zylinderbohrungen 26, welches nach dem Verdichtungsvorgang, wie durch einen zweiten Pfeil 52 angedeutet, in das Hochdruckvolumen 48 ausgestoßen wird.

Zwischen dem Triebwerksraum 14 (als ölführendem Volumen des Verdichters 10)und dem Sauggasvolumen 46 ist eine erste Fluidverbindung 54 angeordnet (welche in der hier beschriebenen Ausführungsform mit der Niederdruck-Fluidverbindung des

Schwenkscheibenverdichters 10 koinzidiert). In der ersten Fluidverbindung 54 ist ein Ölabscheider 56 angeordnet, welcher in der beschriebenen ersten Ausführungsform als Zentrifugalölabscheider ausgebildet ist und einen Ölabscheidereingang 66 und einen Ölabscheiderausgang 72 aufweist. Die erste Fluidverbindung 54 weist einen

Ölabscheiderzuführabschnitt 58 sowie einen Olabscheiderabführabschnitt 60 auf. Ein erstes Ende 62 des Ölabscheiderzuführabschnitts 58 der ersten Fluidverbindung 54 steht dabei mit dem Triebwerksraum 14 in Fluidkommunikation, während ein zweites Ende 64 des Ölabscheiderzuführabschnitts 58 der ersten Fluidverbindung 54 mit dem

Ölabscheidereingang 66 in Fluidkommunikation steht. Der Olabscheiderabführabschnitt 60 der ersten Fluidverbindung 54 weist wiederum ein erstes Ende 68 sowie ein zweites Ende 70 auf, wobei das erste Ende 68 des Ölabscheiderabführabschnittes 60 mit dem

Ölabscheiderausgang 72 in Fluidkommunikation steht. Das zweite Ende 70 des

Ölabscheiderabführabschnittes 60 der ersten Fluidverbindung 54 steht mit dem

Sauggasvolumen 46 in Fluidkommunikation. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass der Ölabscheiderzuführabschnitt 58 der ersten Fluidverbindung 54 nicht notwendigerweise mit dem Triebwerksraum 14 als ölführendem Volumen in Fluidkommunikation stehen muß. Es ist in alternativen Ausführungsformen auch denkbar, dass das erste Ende 62 des Ölabscheiderzuführabschnitts 58 mit einem Niederdruckvolumen bzw. einer Niederdruckseite einer (dem Fachmann im Prinzip geläufigen und untenstehend im Rahmen der Beschreibung der zweiten Ausführungsform noch näher beschriebenen) Kälteanlage in der der Verdichter 10 angeordnet ist, als ölführendem Volumen, in Fluidkommunikation steht. D.h. in alternativen

Ausführungsformen ist es denkbar, dass die erste Fluidverbindung nicht mit der

Niederdruck-Fluidverbindung des Verdichters 10 zusammenfällt, sondern eine von dieser getrennte, eigene Fluidverbindung darstellt, die die Niederdruckseite der Kälteanlage (über den Ölfiter 56) mit dem Sauggasvolumen 46 in Fluidkommunikation bringt.

Weiterhin weist der erfindungsgemäße Verdichter eine zweite Fluidverbindung 74 auf, über welche der Triebwerksraum 14 mit dem Hochdruckvolumen 48 in

Fluidkommunikation steht (welche in der ersten Ausführungsform mit der Hochdruck- Fluidverbindung des Schwenkscheibenverdichters 10 koinzidiert). Die zweite

Fluidverbindung 74 weist einen Treibmedienabschnitt 76 auf, welcher an seinem ersten Ende 78 mit dem Hochdruckvolumen 48 in Fluidkommunikation steht. An seinem zweiten Ende 80 steht der Treibmedienabschnitt 76 mit einem Treibmedieneintritt 82 eines in der zweiten Fluidverbindung 74 angeordneten Injektors 84 bzw. einer in der zweiten

Fluidverbindung 74 angeordneten Strahlpumpe 84 in Fluidkommunikation. Die zweite Fluidverbindung 74 weist weiterhin einen Austrittsabschnitt 86 auf, welcher wiederum ein erstes Ende 88 und ein zweites Ende 90 aufweist. Das erste Ende 88 des

Austrittsabschnitts 86 steht dabei mit einem an dem Injektor 84 angeordneten

Injektorausgang 92 in Fluidkommunikation, während das zweite Ende 90 des

Austrittsabschnitts 86 mit dem Triebwerksraum 14 in Fluidkommunikation steht.

Da der Triebswerksraum 14 über die zweite Fluidverbindung 74 und über den darin angeordneten Injektor 84 mit dem Hochdruckvolumen 48 des Verdichters 10 in

(ununterbrochener) Fluidkommunikation steht, wird der Triebswerksraum 14

kontinuierlich mit unter Druck stehendem Kältemittel beaufschlagt. Die Kältemittelmenge, die vom Hochdruckvolumen 48 in den Triebwerksraum 14 strömt wird durch eine im Injektor 84 angeordnete Injektordüse 93 bestimmt bzw. begrenzt. Dies ist notwendig, da es zur Leistungsregulierung des Verdichters 10 notwendig ist, den Druck im

Triebwerksraum 14 gegenüber dem im Saugvolumen 46 vorherrschenden Saugdruck (je nach Lastfall) auf einem höheren Niveau zu halten.

Der einzustellende Druck im Triebwerksraum 14 wird über eine Stelle reduzierbaren Querschnitts in Form eines Pulsventils 100, welches im Ölabscheiderabführabschnitt 60 der ersten Fluidverbindung 54 angeordnet ist und mit einer elektronischen

Regeleinrichtung 101 in Verbindung steht, geregelt. Übersteigt der im Triebwerksraum 14 vorherrschende Druck den gewünschten Druck, so wird das Pulsventil 100 geöffnet, während es bei einem Unterschreiten des gewünschten Drucks geschlossen wird. Bei dem Pulsventil 100, welches in der ersten Ausführungsform Verwendung findet, handelt es sich um ein auf elektromagnetischer Basis betriebenes Magnetventil, welches durch Stromfluß im zugeordneten Elektromagneten 103 geschlossen werden kann. Als Stell- bzw.

Regelgröße dient in der beschriebenen ersten Ausführungform nicht der

Triebwerksraumdruck, sondern der im Sauggasvolumen 46 vorherrschende Druck. Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass anstelle eines Pulsventils 100 auch eine (verstellbare) Blende, ein verstellbarer Schieber oder ein anderweitiges Ventil im

Ölabscheiderabführabschnitt 60 der ersten Fluidverbindung 54 denkbar wäre.

Durch den Druckunterschied zwischen dem im Triebwerksraum 14 und dem im

Sauggasvolumen 46 vorherrschenden Druck strömt (bei geöffnetem Pulsventil 100) Kältemittel, welches einen aufgrund der Strömungsverhältnisse und aufgrund der rotatorischen Bewegung der Schwenkscheibe 16 aufgewirbelten Ölnebel mitreißt, über den Ölabscheiderzuführabschnitt 58 der ersten Fluidverbindung 54 und den

Ölabscheidereingang 66 in den Zentrifugalölabscheider 56. Beim Einströmen in den Zentrifugalölabscheider 56 wird das Gas in Rotation versetzt, wodurch aufgrund der Zentrifugalkräfte die im Ölnebel befindlichen Öltröpfchen an ein Ölabscheidergehäuse 94 geworfen werden, welche sich in einem unteren Bereich des Zentrifugalölabscheiders in einem Olabscheidereservoirs 96 sammeln. Um das im Olabscheidereservoir 96 befindliche und das an der Wand des Ölabscheidergehäuses 94 in Form eines Ölfilms nach unten laufende Öl nicht wieder aufzuwirbeln, weist der Zentrifugalölabscheider 56 ein T- bzw. pilzförmigfes Prallblech bzw. eine T- bzw. pilzförmige Prallplatte 98 auf, von welcher aus das in Rotation versetzte und nunmehr vom Ölnebel befreite Kältemittel in Richtung des Ölabscheiderausgangs 72 abgelenkt wird und diesen hierdurch wieder verlässt. Im Injektor 84 bzw. der Strahlpumpe wird durch einen Fluidstrahl (Treibmedium), welcher durch den Treibmedieneintritt 82 in den Injektor 84 eintritt, eine Pumpwirkung erzeugt, welche über einen Saugmedieneintritt 102 des Injektors 84 ein abzusaugendes Medium, welches in diesem Falle das Öl aus dem Zentrifugalölabscheider 56 (welches mit

Kältemittel gemischt ist) ist, ansaugt, beschleunigt und durch den Injektorausgang 92 wieder ausstößt. Zur Versorgung mit Öl am Saugmedieneintritt 102 steht dieser über eine dritte Fluidverbindung 104 mit einem Ölaustritt 106 des Zentrifugalölabscheiders 56 in Fluidkommunikation. Das mitgerissene Öl wird dabei am zweiten Ende 90 des

Austrittabschnitts 78 der zweiten Fluidverbindung 74 über einen dort angeordneten Triebswerksraumeinlass 108 in den Triebwerksraum 14 eingebracht, wobei der

Triebwerksraumeinlass 108 im Bereich zu schmierender Stellen des Verdichters 10, in der vorliegend beschriebenen ersten Ausführungsform über der Schwenkscheibe 16

angeordnet ist, so dass diese stetig mit Öl bzw. Schmierstoff versorgt wird. Zusätzlich oder alternativ hierzu wäre auch denkbar, dass weitere Triebswerksraumeinlässe 108 im Verdichter angeordnet sind, welche weitere zu schmierende Stellen (beispielsweise Lager) mit Öl versorgen (vgl. hierzu auch die untenstehend beschriebene zweite

Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters).

Dadurch, dass das Öl, welches den Injektor 84 passiert, Kältemittelanteile aufweist bzw. mit Kältemittel gemischt bzw. versetzt ist, führt dazu, dass das mitgeführte Kältemittel nach Passieren einer im Injektor angeordneten Injektordüse (Expansionsorgan)

(expansionsbedingt) abgekühlt wird, was zu einer Abkühlung des Öles führt. Dadurch wird eine Aufheizung des Triebwerksraumes 14 und des Triebwerksgehäuses 12

vermieden bzw. reduziert. Im Gedanken der Erfindung ist demnach auch die Anordnung einer Vorrichtung zur Ölkühlung in einem Verdichter enthalten. Dieser Gedanke ist nicht auf Verdichter beschränkt, welche einen Ölabscheider aufweisen. Vielmehr sind auch Verdichter denkbar, die keinen Ölabscheider und trotzdem eine Vorrichtung zur Ölkühlung aufweisen. So ist es beispielsweise denkbar, dass der Injektor 84 nicht über einen

Ölabscheider (Zentrifugalölabscheider 56) sondern über eine Ölpumpe mit einem Öl- Kältemittelgemisch versorgt wird, wobei das mitgeführte Öl, welches der Schmierung dient, bei Durchströmen des Expansionsorgans in Form der Injektordüse (vor allem durch die Expansion des mitgeführten Kältemittels) gekühlt wird. Die grundsätzliche Idee, eine Olkühlvorrichtung in einem Verdichter zu implementieren beschränkt sich auch nicht auf die Verwendung eines Injektors oder eines anderen beliebigen Expansionsorgans. Auch eine Ölkühlung durch einen luft,- wasser-, oder kältemittelgekühlten oder einen

anderweitig gekühlten Ölkühler, der an einer beliebigen Stelle eines Verdichter- Ölkreislaufs angeordnet sein kann, ist denkbar.

Wie bereits vorstehend erwähnt und aus Fig. 2 nochmals ersichtlich ist, muss es sich bei dem Verdichter nicht um einen Verdichter der Schwenkscheibenbauart handeln. Bei dem in Fig.2 dargestellten Verdichter 200 handelt es sich um einen Hubkolbenverdichter in Reihenbauweise nach dem oszilierenden Förderprinzip mit konstantem Kolbenhub. Der Verdichter 200 weist in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform zwei Kolben 202 auf. Die Kolben 202 stehen über an den Kolben 202 selbst und der Antriebswelle 18 gelagerte Pleuel 204 mit derselben in Wirkeingriff. Selbstverständlich ist die Anzahl der Kolben 202 nicht auf zwei beschränkt. Denkbar ist jede beliebige Anzahl von Kolben 202.

Auch der Verdichter 200 gemäß der zweiten Ausführungsform weist ein Sauggasvolumen 46, ein Hochdruckvolumen 48, sowie einen Triebwerksraum 14 auf. Eine zweite und dritte Fluidverbindung 74, 104, sowie ein Injektor 84 sind analog zu der ersten

Ausführungsform angeordnet. D.h. die zweite Fluidverbindung 74 ist wiederum zwischen dem Hochdruckvolumen 48 und dem Triebwerksraum 14 angeordnet und ermöglicht eine Fluidkommunikation zwischen dem Hochdruckvolumen 48 und dem Triebwerksraum 14 bzw. der in ihm angeordneten zu schmierenden Stellen (Lager, Dichtungen etc.). In der zweiten Fluidverbindung 74 ist analog zu der ersten Ausführungsform ein Injektor 84 bzw. eine Strahlpumpe angeordnet. Die dritte Fluidverbindung 104 bringt den Ölabscheider 56 mit dem Injektor 84 in Fluidkommunikation.

Alle Komponenten, die mit bereits aus der ersten Ausführungsform bekannten

Bezugszeichen bezeichnet sind, entsprechen in ihrer Ausgestaltung und Funktionalität denen der ersten Ausführungsform, so dass bei der Beschreibung der vorliegenden zweiten Ausführungsform auf eine nochmalige Erwähnung bzw. Beschreibung verzichtet wird. In der Folge seien die Unterschiede zwischen der ersten und der zweiten

Ausführungsform erläutert.

Im Gegensatz zum Verdichter 10 der Schwenkscheibenbauart (erste beschriebene

Ausführungsform) weist der Verdichter 200 der zweiten Ausführungsform eine im Vergleich zu der ersten Ausführungsform veränderte erste Fluidverbindung 254 auf. Diese weist zwar auch einen Ölabscheiderzuführabschnitt 258 sowie einen

Ölabscheiderabführabschnitt 60 auf, wobei der Ölabscheiderabführabschnitt 60 in seiner Anordnung und Funktionalität dem Ölabscheiderabführabschnitt 60 der ersten

beschrienenen Ausführungsform entspricht; der Ölabscheiderzuführabschnitt 258 der zweiten möglichen Ausführungsform unterscheidet sich jedoch in seiner Anordnung und Funktionalität von dem Ölabscheiderzuführabschnitt 58 der ersten Ausführungsform. Der Ölabscheiderzuführabschnitt 258 ist an einem ersten Ende 262 über eine geeignete Verbindung (z.B. Anschlußvorrichtung) mit einer Niederdruckseite 205 einer Kälteanlage (die Kälteanlage ist in den Zeichnungen nicht dargestellt; der prinzipielle Aufbau einer Kälteanlage und deren Kältemittelkreislauf ist dem Fachmann bekannt) in

Fluidkommunikation bringbar. Dadurch wird dafür gesorgt, dass Öl, das sich im

Kältemittelkreislauf der Kälteanlage befindet (Öl, welches nach dem Verdichtungsvorgang über das Hochdruckvolumen 48 in den Kältemittelkreislauf der Kälteanlage, in welcher der Verdichter 200 angeordnet ist, gelangt), aus der Niederdruckseite der Kälteanlage, welche ebenfalls (wie der Triebwerksraum 14) ein ölführendes Volumen der Kälteanlage darstellt, über den Ölfilter 56 zurück in den Triebwerksraum 14 des Verdichters 200 gelangt. Hierfür steht ein zweites Ende 64 des Ölabscheiderzuführabschnitts 258 der ersten

Fluidverbindung 254 analog zu der ersten Ausführungsform mit dem Ölabscheidereingang 66 in Fluidkommunikation. Bei der Niederdruckseite 205 der Kälteanlage handelt es sich um den Abschnitt des Kältemittelkreislaufs, der unter niedrigem Druck steht, d.h. um den Abschnitt zwischen einem Expansionsorgan der Kälteanlage und dem Sauggasvolumen 46 des Verdichters 200. In der beschriebenen Ausführungsform ist vorgesehen, das erste Ende 262 der ersten Fluidverbindung 254 mit einem Abschnitt des Kältemittelkreislaufs in Fluidkommunikation zu bringen, welcher zwischen dem Expansionsorgan und einem Verdampfer der Kälteanlage angeordnet ist. Durch eine derartige Konstruktion gelingt es, mit dem in den Kältemittelkreislauf gelangten Öl für eine Schmierung des Verdichters 200 zu sorgen.

Das Fördervolumen der zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verdichters wird durch Zu- und Abschalten des Verdichters 200 geregelt. Dadurch ist es möglich, auf das Pulsventil 100 zu verzichten, da durch eine geeignete Wahl der Durchflußraten der ersten, zweiten und dritten Fluidverbindung 54, 74, 104 ideale (vorzugsweise in etwa konstante) Verhältnisse , insbeondere eine ideale Ölzufuhr zu den zu schmierenden Stellen gewährleistet werden können. Die Durchflußraten, welche als durch die jeweilige Fiuidverbindung 54, 74, 104 strömende Menge an Kältemittel/ Kältemittel-Ölgemisch/Öl pro Zeit definiert sind, können beispielsweise durch eine geeignete Geometrie des

Querschnitts der Fluidverbindungen 54, 74, 104 und/oder eine geeignete Wahl des

Injektors 84 sichergestellt werden. Alternativ hierzu ist selbstverständlich auch in dieser Ausführungsform die Anordnung von Stellen reduzierten oder reduzierbaren Querschnitts (wie z.B. von Blenden, Ventilen) denkbar.

In der zweiten Ausführungsform steht die zweite Fiuidverbindung 74 mit einem

Triebwerksraumeinlaß 206 in Fluidkommunikation, welcher in einen röhrenförmigen

Schmierstoffzufuhrkanal 208 mündet. Der Schmierstoffzufuhrkanal 208 steht wiederum mit dem ersten Lager 30 sowie mit dem ersten Dichtelement 28 in Fiuidverbindung, um so eine Schmierung des ersten Lagers 30 und eine optimale Funktion des Dichtelements 28 zu gewährleisten. Es ist selbstverständlich denkbar, dass ein erfindungsgemäßer Verdichter mehrere Triebwerksraumeinlässe 208 aufweisen kann, die mit der zweiten Fiuidverbindung in Fluidkommunikation stehen, wodurch mehrere zu schmierende Stellen mit Schmierstoff versorgt werden. Diese Überlegung gilt auch für die erste

Ausführungsform. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass der

Triebwerksraumeinlass 208 (in der ersten Ausführungsform 108) beispielsweise über den (dann entsprechend ausgebildeten bzw. verzweigten) Schmierstoffzufuhrkanal 208 mit mehreren zu schmierenden Stellen in Fluidkommunikation steht. Die Versorgung der zu schmierenden Stellen des Verdichters 200 erfolgt analog zur ersten Ausführungsform.

In beiden beschriebenen Ausführungsformen, sowie auch in alternativen

Ausführungsformen ist es denkbar, dass wenigstens Teile des Ölfilters 56 (z.B. das

Ölabscheidergehäuse 94 und/oder die Prallplatte 98 und/oder weitere Bestandteile des Ölfilters 56 oder der gesamte Ölfilter 56 integral mit dem Verdichtergehäuse ausgebildet sind und somit in einem Arbeitsgang mit der Gehäuseherstellung gefertigt, z.B. gegossen werden können. Dasselbe gilt für die erste, zweite und dritte Fiuidverbindung 54, 74, 104, 254, welche ebenfalls teilweise oder gänzlich integral mit dem Verdichtergehäuse ausgebildet sein können bzw. in diesem angeordnet oder ausgebildet sein können.

Im Gedanken der Erfindung ist es eingeschlossen, nicht nur einen Verdichter 10, 200, welcher erfindungsgemäß ausgebildet ist, anzugeben, sondern auch eine entsprechende Kälteanlage mit einem Kältemittelkreislauf anzugeben, welche eine Hochdruckseite (Hochdruckvolumen) und eine Niederdruckseite (Niederdruckvolumen) 205, sowie einen erfindungsgemäßen Verdichter 10, 200, wie er vorstehend durch die Figurenbeschreibung und durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist, aufweist. Weitere Bestandteile der Kältemaschine (Kondensator, Expansionsorgan und Verdampfer) sind dem Fachmann geläufig und ebenfalls obenstehend näher beschrieben.

An dieser Stelle sei noch angemerkt, dass es sich bei dem Olabscheider 56

selbstverständlich nicht um einen Zentrifugalölabscheider handeln muss, sondern auch jeder andere Olabscheider, z.B. ein Olabscheider mit Siebkörpern oder Filterelementen denkbar ist.

Zusammenfassend seien insbesondere die folgenden Punkte nochmals erwähnt:

1. Das mitgeführte Öl wird durch einen Zentrifugalölabscheider vom Gasstrom getrennt und durch die Rotation und Schwerkraft zum Grund des Abscheiders geführt.

2. Zum Abtransport des sich sammelnden Öles wird (im Falle der ersten bevorzugten Ausführungsform) der zur Leistungsregulierung vorhandene Bypass , welcher zwischen dem Hochdruckvolumen 40 und dem Triebwerksraum 14 in Form der ersten

Fluidverbindung 54 ausgebildet ist, genutzt. Der Druckunterschied zwischen

Triebwerksraum 14 und dem Hochdruckvolumen 40 macht es möglich, den Injektor bzw. die Strahlpumpe 84 zu betreiben, die das gesammelte Öl aus dem Olabscheider 56 saugt und über entsprechende Fluidverbindung (Austrittsabschnitt 86 der zweiten

Fluidverbindung 74) an die erforderlichen Schmierstellen transportiert.

3. Die Tatsache, dass das mitgeführte Kältemittel nach Passieren einer Injektordüse (eines Expansionsorgans, welches im Injektor angeordnet ist) ein Abkühlen des

Kältemittels und des Öles bedingt, wird eine unerwünschte Aufheizung des

Triebwerksraumes 14 und des Triebwerksgehäuses 12 vermieden bzw. zumindest reduziert.

Durch eine derartige Konstruktion ist es sichergestellt, dass die hochbelasteten Bauteile des Verdichters stetig mit Schmierstoff versorgt werden.

Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsformen mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften

Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Bezugszeichenliste

10 Verdichter

12 Triebwerksgehäuse

14 Triebwerksraum

16 Schwenkscheibe

18 Antriebswelle

20 Doppelpfeil

22 Kolben

24 Neigungswinkel

26 Zylinderbohrung

28 Dichtelemente

30 erstes Lager

32 zweites Lager

34 Zylinderblock

36 Ölreservoir

38 Öffnung

40 Ölsumpf

42 Zylinderkopf

44 Zylinderkopfgehäuse

46 Sauggasvolumen

48 Hochdruckvolumen

50 erster Pfeil

52 zweiter Pfeil

54, 254 erste Fluidverbindung Zentrifugalölabscheider/Ölabscheider

, 258 Olabscheiderzuführabschnitt der ersten Fluidverbindung

54

Olabscheiderabführabschnitt der ersten Fluidverbindung

54

, 262 erstes Ende von 58 bzw. 258

zweites Ende von 58 bzw. 258

Ölabscheidereingang

erstes Ende von 60

zweites Ende von 60

Ölabscheiderausgang

zweite Fluidverbindung

Treibmedienabschnitt der zweiten Fluidverbindung 74 erstes Ende von 76

zweites Ende von 76

Treibmedieneintritt

Injektor/Strahlpumpe

Austrittsabschnitt

erstes Ende von 86

zweites Ende von 86

Injektorausgang

Injektordüse

Ölabscheidergehäuse

Ölabscheidereservoir

Prallplatte

0 Pulsventil

2 Saugmedieneintritt

4 dritte Fluidverbindung

6 Ölaustritt

8 Triebswerksraumeinlass

0 Verdichter

2 Kolben

4 Pleuel

5 Niederdruckseite einer Kälteanlage Triebwerksraumeinlass Sch m ierstoffzuf u h rka n a I