DE102012016265A1 - compressor - Google Patents
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Abstract
Verdichter zum Verdichten von Kältemittel mit einem Zylinderblock, einem Zylinderdeckel (12) und einer zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderdeckel (12) angeordneten Ventilplatte (10), wobei die Ventilplatte (10) mit dem Zylinderdeckel (12) und/oder mit dem Zylinderblock ohne Überbestimmtheit der Dichtebene verbunden ist.Compressor for compressing refrigerant with a cylinder block, a cylinder cover (12) and a valve plate (10) arranged between the cylinder block and the cylinder cover (12), the valve plate (10) with the cylinder cover (12) and / or with the cylinder block without The uncertainty of the density level is connected.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere einen Verdichter zum Verdichten von Kältemittel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a compressor, in particular a compressor for compressing refrigerant according to the preamble of patent claim 1.
Nicht zuletzt aufgrund der zunehmenden Technisierung auf globaler Ebene wird die Kältetechnik ein immer stärker wachsender Wirtschaftszweig. Aufgrund der Verteuerung von Energie wird ein immer größeres Augenmerk auf eine möglichst effiziente Nutzung der Energie, die entsprechende Kältemaschinen, Verdichter, Klimaanlagen etc. aufnehmen, gelegt.Not least due to the increasing globalization of technology, refrigeration is becoming an increasingly growing industry. Due to the increase in the price of energy, more and more attention is being paid to the most efficient use of energy, which can be taken up by corresponding refrigerators, compressors, air conditioning systems, etc.
Beispielsweise bei der Kühlung im Supermarkt-, Industrie- und Marinebereich oder aber auch im Bereich der mobilen Klimatisierung und Kälte spielen Hubkolbenverdichter eine große Rolle. Hubkolbenverdichter im Bereich der Kältetechnik weisen meist eigenmediumbetätigte Ventile auf, die an einer Ventilplatte angeordnet sind. Die Ventilplatte selbst ist wiederum zwischen einem Zylinderblock und einem Zylinderdeckel angeordnet und trennt die Verdichtungsvolumina (Zylinderräume, Zylinderbohrungen), die im Zylinderblock angeordnet sind, von einem Sauggasvolumen und einem Druckgasvolumen, welche beide im Zylinderdeckel angeordnet sind. Dabei wird die Ventilplatte in der Regel durch Befestigungsschrauben zusammen mit dem Zylinderdeckel unter Vorspannung gegen den Zylinderblock gepresst. Die Dichtheit wird hierbei mittels Flachdichtungen an beiden vorhandenen Dichtebenen hergestellt.For example, in refrigeration in the supermarket, industrial and marine sectors or in the field of mobile air conditioning and refrigeration reciprocating compressors play a major role. Reciprocating compressors in the field of refrigeration usually have eigenmediumbetätigte valves, which are arranged on a valve plate. The valve plate itself is in turn arranged between a cylinder block and a cylinder cover and separates the compression volumes (cylinder chambers, cylinder bores) arranged in the cylinder block from a suction gas volume and a compressed gas volume, both of which are arranged in the cylinder cover. The valve plate is usually pressed by fastening screws together with the cylinder cover under bias against the cylinder block. The tightness is hereby produced by means of flat gaskets at both existing sealing levels.
Um das Saugvolumen und das Druckvolumen mit den Verdichtungsvolumina verbinden zu können, um einen Einlass bzw. ein Ansaugen von unter niedrigem Druck stehendem Kältemittel und einen Ausstoß von unter hohem Druck stehendem Kältemittel zu ermöglichen weist die Ventilplatte namensgemäß entsprechende Ventile auf, die ein Ansaugen und einen Ausstoß von Kältemittel jeweils zum gewünschten Zeitpunkt ermöglichen. Neben Zungenventilen kommen auch Ringventile zum Einsatz.In order to be able to connect the suction volume and the pressure volume with the compression volumes in order to allow intake of low-pressure refrigerant and discharge of high-pressure refrigerant, the valve plate has according to the corresponding valves, the suction and a Allow the discharge of refrigerant at the desired time. In addition to tongue valves and ring valves are used.
Aufgrund hoher mechanischer Belastungen und auch hoher Druckbelastungen, welche auf die Ventilplatte wirken, ist die Größe der Ventilöffnungen und somit auch die Dicke von Stegen oder dgl., die zwischen den jeweiligen Öffnungen angeordnet sind, durch die herrschenden Kräfte und Drücke, d. h. die Belastungen, die auf die Ventilplatte wirken, bestimmt. Da die Belastungen bei extremen Betriebsbedingungen relativ hoch sind und in der Praxis das zu verdichtende Medium neben dem gasförmigen auch in seltenen Fällen den flüssigen Aggregatszustand annehmen kann, sind die Öffnungen durch massive Stützen voneinander getrennt, was energetisch nachteilig ist, da der Strömungswiderstand größer wird.Due to high mechanical loads and also high pressure loads which act on the valve plate, the size of the valve openings and thus the thickness of webs or the like., Which are arranged between the respective openings, by the prevailing forces and pressures, d. H. the loads acting on the valve plate are determined. Since the loads under extreme operating conditions are relatively high and in practice the medium to be compressed next to the gaseous even in rare cases can assume the liquid state, the openings are separated by massive supports, which is energetically disadvantageous, since the flow resistance is greater.
Ausgehend vom vorstehend diskutierten Stand der Technik ist es demnach Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Verdichter, insbesondere Verdichter zum Verdichten von Kältemittel anzugeben, der gegenüber Verdichtern gemäß dem Stand der Technik einen energetisch vorteilhaften und somit leistungsoptimierten Betrieb ermöglicht.Based on the above-discussed prior art, it is therefore an object of the present invention to provide a compressor, in particular compressors for compressing refrigerant, which enables compared to compressors according to the prior art, an energetically advantageous and thus performance optimized operation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verdichter gemäß Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved by a compressor according to claim 1.
Erfindungsgemäß weist ein entsprechender Verdichter zum Verdichten von Kältemittel einen Zylinderblock, einen Zylinderdeckel und eine zwischen dem Zylinderblock und dem Zylinderdeckel angeordnete Ventilplatte auf. Die Ventilplatte ist in dem Verdichter mit dem Zylinderdeckel und/oder mit dem Zylinderblock verbunden. Dadurch erhält die Konstruktion eine entsprechende Stabilität, die eine im Vergleich zum Stand der Technik vergrößerte Ventilöffnung erlaubt. Je größer die Ventilöffnung bzw. die Ventilöffnungen eines Verdichters gestaltet werden kann (können), desto größer kann auch der Kältemitteldurchsatz der Einheit realisiert bzw. gewählt werden.According to the invention, a corresponding compressor for compressing refrigerant comprises a cylinder block, a cylinder cover and a valve plate arranged between the cylinder block and the cylinder cover. The valve plate is connected in the compressor to the cylinder cover and / or to the cylinder block. This gives the structure a corresponding stability, which allows a larger compared to the prior art valve opening. The larger the valve opening or the valve openings of a compressor can (can be) designed, the greater the refrigerant flow rate of the unit can be realized or selected.
Die Ventilplatte wird in einer möglichen Ausführungsform außerhalb der Zylinderbohrung durch Befestigungselemente, beispielsweise Befestigungsschrauben zusammen mit dem Zylinderdeckel gegen den Zylinderblock gepresst. Zusätzlich wird die Ventilplatte – beispielsweise im zentralen Bereich der Zylinderbohrungen – durch Befestigungselemente, die wiederum in Form von Befestigungsschrauben vorliegen können, an den Zylinderdeckel gepresst. Die Abdichtung in diesem Bereich liegt bei dieser Verbindung auf bzw. in derselben Ebene wie die Abdichtung im Bereich außerhalb der Ventilnester (zentraler Bereich der Zylinderbohrungen). Die Abdichtung kann damit mittels derselben Flachdichtung in beiden Bereichen erfolgen.The valve plate is pressed in a possible embodiment outside the cylinder bore by fasteners, such as mounting screws together with the cylinder cover against the cylinder block. In addition, the valve plate - for example, in the central region of the cylinder bores - by fasteners, which in turn may be in the form of mounting screws, pressed against the cylinder cover. The seal in this area is at this connection on or in the same plane as the seal in the area outside the valve nests (central area of the cylinder bores). The seal can thus be done by means of the same flat gasket in both areas.
Vorzugsweise erfolgt die Verbindung mittels einer Schraube und einem dazu korrespondierenden Gewinde, welches in der Ventilplatte angeordnet ist. Dies stellt eine zuverlässige Lösung dar.Preferably, the connection is effected by means of a screw and a corresponding thread, which is arranged in the valve plate. This is a reliable solution.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Verbindung im Bereich der Druckeinheit bzw. des sogenannten Drucknests, d. h. das Drucknest (bzw. die Druckeinheit) wird mit dem Zylinderdeckel verbunden. Die Druckeinheit bzw. das Drucknest erstreckt sich dabei über den Bereich der Ventilplatte zwischen dem Schnittpunkt der verlängerten Mittelachse einer Zylinderbohrung (Mittelachse der Bohrung in ihrer Erstreckungsrichtung, Mittelachse in axialer Richtung der jeweiligen Bohrung) mit der Ventilplatte bis zu den Öffnungen in der Ventilplatte, die zum Ausstoß des komprimierten Kältemittels vorgesehen sind. Optional ist hierzu im Saugvolumen oder im Druckvolumen ein insbesondere in etwa säulenförmiges Abstützelement angeordnet, welches sich von einer Außenwand des Zylinderdeckels in Richtung der Ventilplatte erstreckt. Dieses Stützelement kann vorzugsweise in der Mitte in Richtung seiner Erstreckung von einer Außenwand des Zylinderdeckels hin zu der Ventilplatte eine Aussparung zum hindurchführen des Verbindungselements, beispielsweise der Schraube, aufweisen, mittels dessen die Verbindung erfolgt. Alternativ wäre es auch denkbar, das Stützelement selbst als Verbindungselement vorzusehen, und dieses an der Ventilplatte zu befestigen, beispielsweise mittels eines Klebe-, Löt- oder auch Schweißverfahrens.In a preferred embodiment, the connection takes place in the region of the pressure unit or the so-called pressure nest, ie the pressure nest (or the pressure unit) is connected to the cylinder cover. The pressure unit or the pressure nest extends over the region of the valve plate between the intersection of the elongated central axis of a cylinder bore (central axis of the bore in its direction of extent, central axis in the axial direction of the respective bore) with the Valve plate up to the openings in the valve plate, which are provided for discharging the compressed refrigerant. Optionally, this is arranged in the suction volume or in the pressure volume, in particular an approximately columnar support element, which extends from an outer wall of the cylinder cover in the direction of the valve plate. This support element may preferably in the middle in the direction of its extension from an outer wall of the cylinder cover toward the valve plate have a recess for passing the connecting element, for example the screw, by means of which the connection is made. Alternatively, it would also be conceivable to provide the support element itself as a connecting element, and to attach this to the valve plate, for example by means of an adhesive, soldering or welding process.
Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Further features of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen anhand von beispielhaften Ausführungsformen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:The invention will be described below with reference to the accompanying drawings by means of exemplary embodiments. In the drawings show:
In
In den
Der Zylinderdeckel
Die Ventilplatte
Die Sauglamelle
Die Drucklamelle
Die Drucklamelle
Die Sauglamelle
Insbesondere aus den
Zur Optimierung der Verbindungs- und Abstützeigenschaften ist im Druckvolumen
Die Verbindung zwischen dem Zylinderdeckel
Der Hubfänger
In den
Dies trägt zur Leistungsoptimierung eines Kompressors bei, da unter anderem der Füllungsgrad (Liefergrad) des Kompressors, d. h. möglichst schneller Gasaustausch unter geringem Verlust (Druckverlust, etc.) pro Arbeitszyklus, ausschlaggebend hierfür ist. Um Druckverluste zu reduzieren und einen schnellen Gasaustausch zu ermöglichen sind relativ zum Zylinderhubraum große Saug- und Druckquerschnitte realisierbar. Die größten Querschnitte lassen sich über die zum Einsatz kommenden Ringlamellen erzielen. Für eine optimale Ausnutzung der Zylinderquerschnittsfläche sind die Saug- und Druckringlamellen konzentrisch zu einander angeordnet. Der Mittelpunkt der Ringlamellen befindet sich in der Zylinderachse.This contributes to the performance optimization of a compressor, as among other things, the degree of filling (degree of delivery) of the compressor, d. H. As fast as possible gas exchange with low loss (pressure loss, etc.) per cycle, this is crucial. In order to reduce pressure losses and to enable a quick gas exchange, large suction and pressure cross sections can be realized relative to the cylinder stroke space. The largest cross sections can be achieved via the ring lamellae used. For optimum utilization of the cylinder cross-sectional area, the suction and pressure ring lamellae are arranged concentrically to one another. The center of the ring lamellae is located in the cylinder axis.
Die Konstruktion führt zu mehreren positiven Effekten:
- 1. Reduzierung der Spannungen im stärksten beanspruchten Bereich der
Ventilplatte 10 . - 2. Reduzierung der Durchbiegung im stärksten beanspruchten Bereich der
Ventilplatte 10 . - 3. Reduzierung der Steganzahl und/oder der Stegbreite
- 4. Vergrößerung des Rostquerschnittes (Abströmquerschnitt)
- 5.
Der Hubfänger 30 wird meist mittels Schrauben axial fixiert (Stand der Technik). Im vorliegenden Fall wird der Hubfänger über die im Zylinderdeckel integrierte Abstützung axial fixiert. Somit ist dieseVentilplatte 10 besonders robust und unempfindlicher gegenüber Druckspitzen und Flüssigkeitsschlägen. - 6. Die
Zugkraft der Schraube 46 gleicht einen gewissen Anteil der Druckkraft auf der Hochdruckseite aus.
- 1. Reduction of the stresses in the most stressed area of the
valve plate 10 , - 2. Reduction of deflection in the most stressed area of the
valve plate 10 , - 3. Reduction of the number of webs and / or the web width
- 4. Enlargement of the grate cross section (outflow cross section)
- 5. The
Hubcatcher 30 is usually fixed axially by means of screws (prior art). In the present case, the Hubfänger is axially fixed over the integrated in the cylinder cover support. Thus, thisvalve plate 10 particularly robust and less sensitive to pressure peaks and liquid shocks. - 6. The tensile force of the
screw 46 compensates for a certain amount of pressure on the high pressure side.
Obwohl die Erfindung anhand einer Ausführungsform mit fester Merkmalskombination 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.Although the invention is described with reference to an embodiment with a fixed combination of features, but it also includes the conceivable further advantageous combinations, as they are given in particular, but not exhaustive, by the dependent claims. All disclosed in the application documents features are claimed as essential to the invention, as far as they are new individually or in combination over the prior art.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Ventilplattevalve plate
- 1212
- Zylinderdeckelcylinder cover
- 1414
- Schraubenscrew
- 1616
- Saugvolumensuction volume
- 1818
- Druckvolumenprint volume
- 2020
- Sauglamellesuction plate
- 2222
- Drucklamellepressure plate
- 2424
- Saugöffnungsuction opening
- 2626
- Drucköffnungpressure opening
- 2828
- Sinusfedersinus spring
- 3030
- HubfängerHubfänger
- 3232
- Stiftpen
- 3434
- Sauglamellen-FortsatzSuction lamellae-extension
- 3636
- Sauglamellen-FortsatzSuction lamellae-extension
- 3838
- LanglochLong hole
- 4040
- LanglochLong hole
- 4242
- Führungsstiftguide pin
- 4444
- Führungsstiftguide pin
- 4646
- Schraubescrew
- 4848
- Gewindethread
- 5050
- Abstützelementsupporting
- 5252
-
Außenwand des Zylinderdeckels
12 Outer wall of thecylinder cover 12 - 5454
- Aussparungrecess
- 5656
- Druckeinheit bzw. DrucknestPressure unit or pressure nest
- 5858
- Dichtungpoetry
- 5959
- zweite Dichtungsecond seal
- 6060
- Stegweb
- 110110
- Ventilplattevalve plate
- 112112
- erste Flächefirst surface
- 114114
- zweite Flächesecond surface
- 116116
- Stegweb
- 118118
- Stegweb
Claims (10)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: BOCK GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: GEA BOCK GMBH, 72636 FRICKENHAUSEN, DE |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: MEDERLE-HOFFMEISTER, STEFAN, DIPL.-PHYS. UNIV., DE |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |