專(zhuān)利名稱(chēng)：家用冷卻設(shè)備的制冷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種全封閉的壓縮機(jī)機(jī)組，機(jī)組中的壓縮機(jī)活塞和稱(chēng)之為流體熱交換集成器(Fluxomizer)的部件，以及利用上述帶活塞的壓縮機(jī)組和流體熱交換集成器實(shí)現(xiàn)用于家用制冷設(shè)備的制冷裝置(Klteanlage)。
在家用冷卻設(shè)備中裝有常規(guī)制冷裝置，這種制冷裝置按壓縮式制冷機(jī)原理工作，因此它有一制冷劑回路，該回路由帶有吸入和/或壓力阻尼器(Druckd mpfer)的壓縮機(jī)、冷凝器和蒸發(fā)器組成，其中在家用冷卻設(shè)備的冷凝器和蒸發(fā)器之間最好設(shè)有用作膨脹限制器的毛細(xì)管。正如任何制冷裝置的配置那樣，制冷劑回路中的上述部件的多種實(shí)施方式同樣也是眾所周知的。在這種情況下，通常將制冷機(jī)組裝于機(jī)座中，而將蒸發(fā)器置于外面，或?qū)⑵湔舭l(fā)器與機(jī)柜后壁裝于一體，或由其構(gòu)成機(jī)柜后壁。這類(lèi)已知的家用冷卻設(shè)備的制冷機(jī)組存在下述缺陷機(jī)組的每個(gè)部件都按預(yù)選設(shè)計(jì)的位置安裝，并依靠制冷劑回路的相應(yīng)管道固定，因此冷卻設(shè)備的生產(chǎn)工藝繁瑣。從而使成本增加。為了彌補(bǔ)上述不足，正如德國(guó)實(shí)用新型9206167中所公開(kāi)的實(shí)施方式那樣，將制冷機(jī)組預(yù)選裝配成組件。上述公知方案涉及一種帶基座部件的冷柜和/或立式冷柜，冷凝器和壓縮機(jī)裝于基座中，它們由風(fēng)機(jī)吹風(fēng)(冷卻)。冷凝器、壓縮機(jī)和風(fēng)機(jī)安裝在一條閉合風(fēng)道中，當(dāng)風(fēng)道的吸入口和排風(fēng)口位于基座側(cè)時(shí)，它們由孔和/或柵狀圓盤(pán)關(guān)閉，并通過(guò)門(mén)或氣閥蓋住。風(fēng)道的內(nèi)側(cè)壁鋪有吸聲材料，風(fēng)道本身由空心管彎制成U形并由彈性件或彈膠件固定在周?chē)幕?Sockelkasten)上，或者用相似的方式支承在基座箱的底部。另一種公知的解決方案是通過(guò)彈性件或彈膠件將壓縮機(jī)和/或冷凝器與風(fēng)道內(nèi)壁相連，或者將它們支撐在風(fēng)道底部上。
上述方案的缺點(diǎn)是裝于基座部件中的功能件占用了公共內(nèi)腔，最終導(dǎo)致不能更有效地利用消聲空間。此外，這種已知方案要將基座部件的幾何尺寸按確定的制冷設(shè)備裁剪，因此，用它替換其它類(lèi)型機(jī)組中的部件時(shí)，至少需要在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改造。
基于家用冷卻設(shè)備在使用特點(diǎn)，人們普遍重視的是冷卻物品的保存條件。在常規(guī)的家用冷卻設(shè)備中，通過(guò)較短時(shí)間啟動(dòng)或斷開(kāi)壓縮機(jī)對(duì)制冷空間溫度(Kühfachtemperatur)進(jìn)行調(diào)節(jié)，也就是說(shuō)，用間歇方式驅(qū)動(dòng)制冷裝置，制冷空間溫度波動(dòng)顯著，尤其在新存入食物時(shí)，儲(chǔ)物室溫度和蒸發(fā)器上表面溫度之間明顯的溫度差將導(dǎo)致待冷藏物品變干。也可以象德國(guó)發(fā)明說(shuō)明書(shū)3926250A1中所披露的那樣，不采用間歇驅(qū)動(dòng)而加入一臺(tái)帶潛熱貯存器的蒸發(fā)器。該蒸發(fā)器由一個(gè)充注了蓄冷介質(zhì)的蓄冷器包圍，上述蓄冷介質(zhì)具有確定的相變點(diǎn)溫度，其熱容能滿足制冷裝置至少預(yù)計(jì)的長(zhǎng)達(dá)數(shù)小時(shí)內(nèi)的吸熱要求。借此，可在相變溫度附近的一定范圍內(nèi)對(duì)壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而特別有利的是可改善風(fēng)機(jī)對(duì)蒸發(fā)器上表面和制冷空間之間的強(qiáng)迫對(duì)流傳熱，故而可儲(chǔ)物空間溫度非常穩(wěn)定、具有快的冷卻速度，而且明顯減小冷藏物品變干的程度。
正因?yàn)槿藗冏R(shí)別到對(duì)這種制冷裝置而言，部件安裝既不緊湊又得加裝帶潛熱儲(chǔ)存器的蒸發(fā)器，對(duì)于降低家用冷卻設(shè)備的生產(chǎn)成本，對(duì)于使用基于實(shí)際制冷裝置過(guò)程狀態(tài)的其它理論循環(huán)而言，在呼聲不太高時(shí)候可以用非常特殊的冷卻管道來(lái)解決，但是近來(lái)對(duì)于降低環(huán)境承擔(dān)的材料投入的需求越來(lái)越強(qiáng)。
為此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種用于家用冷卻設(shè)備的制冷裝置，該裝置生產(chǎn)工藝不繁鎖，不需作較大改動(dòng)就可裝于不同的應(yīng)用場(chǎng)合，而且采用的理論循環(huán)過(guò)程最佳。
借助于一種由充注了制冷劑的制冷循環(huán)構(gòu)成的用于家用冷卻設(shè)備的制冷裝置可完成上述任務(wù)，該制冷裝置由一臺(tái)全封閉式壓縮機(jī)組、一個(gè)連接在壓縮機(jī)組高壓側(cè)的冷凝器、一根毛細(xì)管、一個(gè)與毛細(xì)管相連的蒸發(fā)器以及一臺(tái)加強(qiáng)制冷裝置的制冷空間對(duì)流的風(fēng)機(jī)組成，上述毛細(xì)管與冷凝器的出口側(cè)相連并與壓縮機(jī)組的吸入管道熱接觸，上述蒸發(fā)器與一個(gè)潛熱儲(chǔ)存器熱耦相連并與壓縮機(jī)組的吸入側(cè)相連，其中蒸發(fā)器的出口通向與壓縮機(jī)組的吸氣管相連的流體熱交換集成器，壓縮機(jī)組彈性地裝于隔音罩(Schallschutzhülle)內(nèi)的流體熱交換集成器都被安裝在底盤(pán)上，底盤(pán)連同被裝配的結(jié)構(gòu)組件和隔音罩的最大設(shè)計(jì)高度(Bauh he)與冷卻設(shè)備(Kühlger le)的基座高度相適應(yīng)。本發(fā)明制冷裝置的一種優(yōu)選配置是底盤(pán)連同被裝配的結(jié)構(gòu)組件和隔音罩的最大設(shè)計(jì)高度共計(jì)為100mm。
此外，本發(fā)明的上述任務(wù)可通過(guò)創(chuàng)造地開(kāi)發(fā)上述制冷裝置的一些部件來(lái)完成。
同時(shí)，本發(fā)明還涉及帶有外罩底部(Kapselboden)和外罩蓋的全封閉式壓縮機(jī)組，上述外罩底部和外罩蓋彼此密封地相連。在外罩內(nèi)部裝有一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，該電機(jī)的電源通過(guò)外罩蓋密封地引入。外罩蓋與氣缸構(gòu)件密封地相連，氣缸頭內(nèi)裝有一個(gè)吸入閥。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定片組最好壓入外罩蓋中。一根壓力管道密封地穿過(guò)外罩底部朝外引出。在外罩底部和外罩蓋之間固定安裝了一根管子，管子的內(nèi)空間通過(guò)至少一個(gè)護(hù)套通孔(Manteldurchbohrung)與外罩內(nèi)空間相通并與壓力管道相通。上述管子用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)片組的軸承軸。動(dòng)片的上軸套呈圓柱形盤(pán)狀，它相對(duì)于上述管子軸線偏心設(shè)置，并用作偏心輪，在這種方式中，連桿軸承包圍上述圓柱形盤(pán)的護(hù)套表面。與上述連桿軸承可轉(zhuǎn)動(dòng)地相連的連桿與在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞(Oszillierenden Kolben)剛性連接?；钊O(shè)有排氣閥?？梢詫?dòng)片組制成適合回轉(zhuǎn)質(zhì)量平衡。本發(fā)明的壓縮機(jī)組的另一種結(jié)構(gòu)是使氣缸構(gòu)件與流過(guò)液態(tài)制冷劑的流動(dòng)路段(Flieβstrecke)熱耦合，此外，通過(guò)至少一個(gè)噴射孔使上述流動(dòng)路段與活塞的工作容積相通，上述孔在距活塞下死點(diǎn)位置之上很小距離之處穿過(guò)氣缸壁。優(yōu)選的配置方式是使流動(dòng)路段和活塞工作容積在活塞下死點(diǎn)位置上曲軸轉(zhuǎn)角約為20°處相通。流動(dòng)路段的入口側(cè)在冷凝器的連接管路處與毛細(xì)管相連，同時(shí)流動(dòng)路段的出口與冷凝器入口相連或與壓力管道相通。
本發(fā)明的特征是在本發(fā)明的壓縮機(jī)組上設(shè)置與往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿剛性連接的壓縮機(jī)活塞，緊貼氣缸內(nèi)壁有一個(gè)密封唇，借助于一個(gè)閥門(mén)可控制制冷劑流動(dòng)管道(Str mungskanal)，在壓縮沖程期間閥門(mén)使流動(dòng)管道開(kāi)啟，而在吸氣沖程時(shí)閥門(mén)將其關(guān)閉，在這種情況下，在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿上剛性固定一鐘形導(dǎo)向件，該導(dǎo)向件具有呈圓柱形的軸向設(shè)置的護(hù)套區(qū)。徑向凸出的平坦的活塞底部處于導(dǎo)向件的朝向壓縮腔的那一側(cè)。導(dǎo)向件圓柱形區(qū)離開(kāi)活塞底部的邊緣圍繞氣缸內(nèi)壁偏離一角度，在這種情況下，導(dǎo)向件由可滑動(dòng)地設(shè)置在圓柱形護(hù)套表面上的密封環(huán)包圍，該密封環(huán)具有緊貼氣缸內(nèi)壁的環(huán)狀邊緣。導(dǎo)向件設(shè)有若干通孔，上述通孔的壓縮腔側(cè)開(kāi)口在壓縮沖程期間由密封環(huán)開(kāi)啟，而在吸氣沖程期間被蓋住。連桿的長(zhǎng)度至少為曲軸半徑的8倍。
此外，本發(fā)明的上述任務(wù)可通過(guò)流體熱交換集成器結(jié)構(gòu)來(lái)完成，該流體熱交換集成器由一個(gè)液體分離器和一個(gè)吸入阻尼器組成，連在制冷裝置的蒸發(fā)器出口上的吸入管道與上述液體分離器相通。該液體分離器有一儲(chǔ)液槽，上述吸入阻尼器連接在液體分離器上，并與制冷裝置的壓縮機(jī)進(jìn)氣管相連。吸入阻尼器構(gòu)成為內(nèi)部逆流換熱器(Gegenstromw rmeübertrager)。在上述儲(chǔ)液槽中裝一根立管，此立管作為注入細(xì)管與壓縮機(jī)的進(jìn)氣管相通。優(yōu)選將本發(fā)明的流體熱交換集成器的出口直接與壓縮機(jī)的進(jìn)氣管相連。上述內(nèi)部逆流換熱器由制冷裝置的毛細(xì)管和吸入管道組成，該毛細(xì)管將冷凝器與蒸發(fā)器相連，并圍著吸入管道螺旋盤(pán)繞兩圈。本發(fā)明的流體熱交換集成器的特別優(yōu)選的結(jié)構(gòu)是將其構(gòu)成為一種閉合的與周?chē)h(huán)境熱隔離的構(gòu)件，通過(guò)這種方式可以設(shè)計(jì)一種最好既可用于流體熱交換集成器也可用于密封式壓縮機(jī)的圓柱形外殼(Ummantelung)，上述外殼除熱隔離外還起彈性支架和隔音作用。
本發(fā)明的裝于家用冷卻設(shè)備基底高度上的制冷裝置結(jié)構(gòu)高度的界限和全封閉式壓縮機(jī)組、冷凝器流體熱交換集成器部件的緊湊結(jié)構(gòu)以及緊湊設(shè)置是以制冷裝置用于不同場(chǎng)合為先決條件的。除蒸發(fā)器的安裝外，無(wú)論是部件還是制冷裝置都需進(jìn)行與制冷裝置生產(chǎn)無(wú)關(guān)的裝配。上述部件尤其是全封閉式壓縮機(jī)組由很少的、裝配簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)組成。由于在流體熱交換集成器中設(shè)有液體容器，不必使制冷劑充注量最佳，而只要滿足自身的調(diào)節(jié)關(guān)系就可使壓縮機(jī)總是吸入最佳制冷劑量。從需要較高的環(huán)境兼容性出發(fā)，一方面，重要的是急劇減少潤(rùn)滑油量，因?yàn)?，油只用作?rùn)滑，而對(duì)于補(bǔ)償壓縮機(jī)損失而言是不必要的。另一方面可將全封閉式壓縮機(jī)組的外形設(shè)計(jì)成使外罩上表面不具有散熱(Verlustw rmeableitung)功能，取而代之的是采用二次隔音措施將噪聲級(jí)降低到最低水平。全封閉式壓縮機(jī)組的二次隔音措施同時(shí)還構(gòu)成裝于制冷裝置底盤(pán)上的全封閉式壓縮機(jī)組和流體熱交換集成器的彈性支架。
除裝入帶潛熱儲(chǔ)存器的蒸發(fā)器外，本發(fā)明的制冷裝置以更為優(yōu)化的方式運(yùn)行，因而產(chǎn)冷量特別大，還可減少壓縮機(jī)無(wú)限定地吸入液體，使制冷劑可過(guò)熱到環(huán)境溫度。因此，過(guò)熱量沒(méi)有被環(huán)境吸收，而是通過(guò)裝入逆流換熱器從被冷凝的制冷劑的過(guò)冷中獲取。能量總情況的特點(diǎn)在于在環(huán)境溫度下的開(kāi)始?jí)嚎s，基本為等熵壓縮，然后正好在亞絕熱條件下噴射液態(tài)制冷劑。因此，使壓縮機(jī)的損失減小并對(duì)制冷劑進(jìn)行壓縮。從壓縮機(jī)吸入的氣態(tài)物流在活塞的工作容積中被壓縮并按照順流原則由裝置在活塞中的排氣閥傳遞到外罩內(nèi)部空腔。由于活塞底部被剛性固定在連桿上，作用于活塞上的力與桿上的力一致，因此上述過(guò)程不形成引起損耗的法向力。上述桿上的力比常規(guī)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)裝置的桿上力少。其結(jié)果是對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的裝配要求降低。由于密封的極易滑動(dòng)而且安裝時(shí)密封環(huán)的緊貼氣缸內(nèi)壁用作唇的表面很小，活塞與氣缸之間形成的磨擦損失微不足道。盡管如此，磨擦仍足以阻止密封環(huán)沿軸向振動(dòng)，因此密封環(huán)可以無(wú)振動(dòng)地起排氣閥的作用而不需要閥彈簧，其原因是密封環(huán)的慣性力可產(chǎn)生用于閥門(mén)的回復(fù)力。由于在壓縮腔外面沒(méi)有擴(kuò)大余隙空間(Schadraum)，可以選擇通過(guò)密封環(huán)實(shí)現(xiàn)的排氣閥的行程解理面的尺寸，使得流量損失保持很小。與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)裝置相比，振動(dòng)質(zhì)量減小到1/15至1/35的效果除降低成本外還可明顯改善活塞式壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)的聲學(xué)性能。用氣缸頭部的吸氣閥和活塞中的排氣閥實(shí)現(xiàn)的順流壓縮機(jī)的特點(diǎn)是幾乎完全避免對(duì)氣缸中吸氣路徑上的吸入氣體進(jìn)行加熱?；钊恼麄€(gè)平的可實(shí)施的正面確保壓縮期間余隙體積微不足道。借助于外罩內(nèi)部空間中的高壓氣體氣氛和目標(biāo)明確的高壓氣體流向可以不安裝消除壓力波動(dòng)的壓力阻尼器。高壓氣流過(guò)定片組、動(dòng)片和定片間的環(huán)形間隙、動(dòng)片軸承、以及動(dòng)片內(nèi)的環(huán)形空間，從上述環(huán)形空間穿過(guò)護(hù)套通孔流進(jìn)軸向管的內(nèi)空間，再?gòu)脑摽臻g流入壓力管道，同時(shí)上述流路吸收電機(jī)散發(fā)的熱量。然后，高壓氣流過(guò)冷凝器、降壓毛細(xì)管、蒸發(fā)器，從蒸發(fā)器流出的物流被吸入流體熱交換集成器中。在上述物流流入流體熱交換集成器的液體分離器中時(shí)，對(duì)物流的液態(tài)組分進(jìn)行分離，這種分離既包括對(duì)油的分離，也包括對(duì)液態(tài)制冷劑的分離。氣態(tài)物流流過(guò)流體熱交換集成器內(nèi)部的吸入管道并進(jìn)入壓縮機(jī)的吸氣管，上述吸入管道是還起吸入阻尼器作用的逆流換熱器的部件，與此同時(shí)該管道吸收熱量，從而使流過(guò)毛細(xì)管的液流過(guò)冷。此外，液態(tài)油—制冷劑混合物經(jīng)與吸氣管相通的注入細(xì)管匯入吸入氣流中，因此可實(shí)現(xiàn)亞絕熱壓縮。這種使壓縮機(jī)損失減小的亞絕熱狀態(tài)可通過(guò)氣缸的附加冷卻而加強(qiáng)。當(dāng)活塞達(dá)到下死點(diǎn)區(qū)域而且噴射孔開(kāi)啟時(shí)，通過(guò)液態(tài)制冷劑流過(guò)與氣缸熱耦連的流動(dòng)路段的而形成附加冷卻，或者從流動(dòng)路段流出的液態(tài)制冷劑部分地通過(guò)噴射孔被吸入工作容積而形成附加冷卻，同時(shí)液態(tài)制冷劑在工作容積中蒸發(fā)。同樣，類(lèi)似于兩沖程發(fā)動(dòng)機(jī)(2-Takt-Motoren)的潤(rùn)滑那樣進(jìn)行噴射潤(rùn)滑，當(dāng)然沒(méi)有油燃燒(lverbrennung)，上述噴射可向所有支承點(diǎn)供給足夠的油，而且確保這些支承點(diǎn)潤(rùn)滑。壓縮機(jī)的構(gòu)成可以利用偏心的偏心輪、連桿軸承、連桿、與連桿特殊剛性連接的活塞，而且在活塞中設(shè)置排氣閥，就象采用二氧化碳作為制冷劑一樣，這種構(gòu)成的特點(diǎn)是過(guò)種力和過(guò)程壓力極高。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明制冷裝置的優(yōu)選實(shí)施例，該裝置采用了本發(fā)明的全封閉式壓縮機(jī)組合和本發(fā)明的流體熱交換集成器的優(yōu)選實(shí)施例。圖中

圖1為本發(fā)明制冷裝置的方框圖；圖2為本發(fā)明的全封閉式壓縮機(jī)組示意圖；圖3為本發(fā)明的流體熱交換集成器的示意圖；圖4為本發(fā)明的壓縮機(jī)活塞的示意圖；圖5為備有氣缸冷卻的本發(fā)明制冷裝置的方框圖；圖6為備有氣缸冷卻的本發(fā)明的全封閉式壓縮機(jī)組的示意圖。
如圖1所示，本發(fā)明的制冷裝置由帶有一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)101和一臺(tái)壓縮機(jī)102的全封閉式壓縮機(jī)組10構(gòu)成，在壓縮機(jī)的進(jìn)氣管44(見(jiàn)圖3)上直接裝有一個(gè)流體熱交換集成器。流體熱交換集成器40包括一個(gè)構(gòu)成為內(nèi)部換熱器的吸入阻尼器43和一個(gè)液體分離器41，一根通向壓縮機(jī)102的吸氣管44的注入細(xì)管45浸入液體容器中，與蒸發(fā)器3相連的吸入管道6切向地通入液體分離器41。蒸發(fā)器3具有用于減小蒸發(fā)器上表面溫度和儲(chǔ)藏室溫度之間的溫度差的潛熱儲(chǔ)存器，因此，當(dāng)制冷裝置停止運(yùn)行時(shí)也吸收熱量。不僅只采用自然對(duì)流，還可以借助于一臺(tái)未示出的風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)迫對(duì)流，以便獲得所要求的儲(chǔ)存室溫度。蒸發(fā)器3的制冷劑入口通過(guò)毛細(xì)管42與冷凝器2相連。毛細(xì)管42與吸入阻尼器43熱接觸。從全封閉式壓縮機(jī)組10的外罩朝外引出的壓力管道5與冷凝器2相通。本發(fā)明的制冷裝置被設(shè)計(jì)成緊湊型機(jī)組的形式。全封閉式壓縮機(jī)組10、流體熱交換集成器40和冷凝器2安裝在與之相應(yīng)的一個(gè)底盤(pán)上，所構(gòu)成的構(gòu)件包括二次隔音罩在內(nèi)的總結(jié)構(gòu)高度不超過(guò)100mm。上述二次隔音罩同時(shí)還用作裝于底盤(pán)上的全封閉式壓縮機(jī)組10和流體熱交換集成器40的彈性支承。為了避免帶動(dòng)蒸發(fā)器3，吸入管道6和流體熱交換集成器40的連接點(diǎn)是無(wú)振動(dòng)的。
圖2示意性地示出了本發(fā)明的全封閉式壓縮機(jī)組10的剖視圖。全封閉式壓縮機(jī)組10的外罩由彼此密封地相連的外罩底部11和外罩蓋12組成。氣缸構(gòu)件13與外罩蓋12密封地相連。驅(qū)動(dòng)電機(jī)101帶有磁場(chǎng)繞組14’的定片組14被壓入外罩蓋12中。外罩底部11和外罩蓋12之間設(shè)有一根中心軸管15。優(yōu)選外罩蓋12有一軸頸12’，上述軸管15被壓緊在該軸頸上，外罩底部11最好通過(guò)用于容納軸承的軸套11’使軸管15插入軸套中。大約在軸管15的長(zhǎng)度的一半之處至少有一個(gè)徑向護(hù)套通孔16。在外罩底部11的容納軸套的區(qū)域內(nèi)，壓力管道5與軸管15的內(nèi)空間相通，上述壓力管道從外罩底部11密封地穿出。帶有上軸承座19和下軸承座20的驅(qū)動(dòng)電機(jī)101的動(dòng)片18裝在軸管15上，其中軸套11’的下部的、最好作為滑動(dòng)軸承配置的軸承20’正面安裝。設(shè)在軸頸12’區(qū)域的上軸承19’可以是氣體軸承或滑動(dòng)軸承。動(dòng)片18的上軸承座19呈圓盤(pán)狀，該圓盤(pán)相對(duì)上述管軸偏心設(shè)置并被連桿軸承21包圍。連桿22與連桿軸承21可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接，活塞23剛性固定在連桿上。根據(jù)通過(guò)上軸承座19的偏心結(jié)構(gòu)形成的并經(jīng)過(guò)連桿22傳遞的行程，活塞23在氣缸構(gòu)件13中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。圖中示出了活塞23處于下死點(diǎn)的情況?；钊?3與連桿22剛性連接導(dǎo)致活塞23受到相對(duì)于氣缸軸為傾斜的擺動(dòng)(Neigeschwingung)，因此，作用在活塞上的力直接傳遞到連桿22上并與桿上力一致，也就是說(shuō)沒(méi)有分解為法向力和桿上力分量。由此可具有損耗減小的優(yōu)點(diǎn)，而在傳統(tǒng)的帶有可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在活塞銷(xiāo)上的連桿活塞結(jié)構(gòu)中，上述損耗主要來(lái)自法向力。此外，活塞23還可設(shè)置一個(gè)如圖4中示出的排氣閥，該閥由可沿軸向略為移動(dòng)的密封環(huán)236組成，借此可實(shí)現(xiàn)制冷劑物流的順流原則，同時(shí)可對(duì)所有支承點(diǎn)進(jìn)行噴射潤(rùn)滑，經(jīng)過(guò)設(shè)置在氣缸頭中的未示出的吸入閥吸入的也許包括液態(tài)制冷劑和油的進(jìn)氣被壓縮后通過(guò)位于活塞23中的排氣閥流入外罩內(nèi)部空間，然后，流到定片14和動(dòng)片18之間的環(huán)形間隙和上部動(dòng)片軸承19’并到達(dá)處于動(dòng)片18和軸管15之間的環(huán)形空間24，從上述環(huán)形空間流出的進(jìn)氣穿過(guò)徑向孔16流進(jìn)軸管15的內(nèi)空間，再?gòu)纳鲜鰞?nèi)空間流入壓力管道5。以這種方式在外罩內(nèi)部形成強(qiáng)制高壓氣流流動(dòng)的方式對(duì)所有支承點(diǎn)起潤(rùn)滑作用，同時(shí)吸收電機(jī)的熱損失，因此，外罩本身不必具有換熱功能。故而借助于彈性的起隔音作用的包層可在外罩外面吸收振動(dòng)。
圖3中示出了本發(fā)明的流體熱交換集成器40，它由圓柱形液體分離器41和作為內(nèi)部換熱器的吸入阻尼器43組成，與蒸發(fā)器3出口相連的吸入管道6沿切向通向上述液體分離器。內(nèi)部換熱器43包括呈螺旋形的流動(dòng)體(Str mungsk rper)和毛細(xì)管42的壓入流動(dòng)體中的雙螺旋部分47，吸入氣流流過(guò)上述流動(dòng)體并在液體分離器41中為了附加穩(wěn)定而被阻尼，毛細(xì)管42作為降壓限制器連接冷凝器2和蒸發(fā)器3，最好毛細(xì)管在進(jìn)入流體熱交換集成器40之前可繞吸入管道6盤(pán)旋。在液體分離器41的下部區(qū)域設(shè)置一個(gè)液體容器46，一根立管浸入該容器中，該立管作為注入細(xì)管45在中部與流體熱交換集成器40的出口相通，壓縮機(jī)102的吸氣管44與上述出口相通，該吸氣管與流體熱交換集成器密封地相連。流體熱交換集成器40的彈性外殼(Umhüllung)未示出。該外殼既用于底盤(pán)上的流體熱交換集成器40的阻尼振動(dòng)式支承，還用于與環(huán)境的熱隔離，最好將流體熱交換集成器的外殼與全封閉式壓縮機(jī)10的外殼構(gòu)成一個(gè)單元。流體熱交換集成器40基本上使實(shí)際達(dá)到的過(guò)程狀況接近最佳理論循環(huán)過(guò)程。由于液體容器46同時(shí)又是制冷劑收集器和潤(rùn)滑劑存放器，由于不需使制冷劑的充注量最優(yōu)，本發(fā)明制冷裝置裝配非常簡(jiǎn)單。
圖4示出了本發(fā)明的活塞的一種優(yōu)選結(jié)構(gòu)。圖中示出了往復(fù)壓縮機(jī)102(見(jiàn)圖1)的氣缸壁237，本發(fā)明的活塞在氣缸壁之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。其運(yùn)動(dòng)行程由虛線箭頭表示。該附圖的左側(cè)表示活塞處于壓縮沖程，而右側(cè)表示活塞處于進(jìn)氣沖程。氣缸具有氣缸頭，該氣缸頭與吸入管道6(見(jiàn)圖1)相連，氣缸頭內(nèi)設(shè)有一個(gè)合適的吸氣閥?；钊梢粚?dǎo)向件232和一活塞底部233構(gòu)成，上述導(dǎo)向件為鐘形并在其遠(yuǎn)離活塞的一端與連桿22剛性連接，活塞底部與導(dǎo)向件232固定連接。也可在技術(shù)上采用相同措施將連桿22和導(dǎo)向件232連在一起制成。連桿22用鉸鏈連接在由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的曲軸上。導(dǎo)向件232具有環(huán)狀正面，活塞底部233平面地被固定在導(dǎo)向件環(huán)狀正面上?；钊撞?33的直徑小于氣缸孔的直徑，以避免因與連桿22剛性連接的活塞隨曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的軸向擺動(dòng)而與氣缸內(nèi)壁237咬死。另一方面，導(dǎo)向件232的直徑小于活塞底部233的直徑，此時(shí)，導(dǎo)向件232從環(huán)狀正面到其周邊與連桿22同軸并呈圓柱形，從而形成指向氣缸內(nèi)壁237的滑動(dòng)面234。導(dǎo)向件232的圓柱形滑動(dòng)面區(qū)域234內(nèi)設(shè)有在總護(hù)套表面上等角度分布的通孔238?；瑒?dòng)面區(qū)234一側(cè)與活塞底部233的凸出于導(dǎo)向件232的周邊區(qū)的背面相鄰，其另一側(cè)與環(huán)繞的、朝氣缸內(nèi)壁237成一角度延伸的邊緣235相鄰，上述邊緣還作制速器(Hubf nger)之用。在導(dǎo)向件232的圓柱形區(qū)234周?chē)b有一個(gè)由聚四氟乙烯制成的密封環(huán)236，該環(huán)具有緊貼滑動(dòng)面234的第一邊緣和緊貼氣缸內(nèi)壁237的第二邊緣。密封環(huán)236的指向活塞底部233的背面的那一側(cè)是平面。
由于密封環(huán)236與氣缸內(nèi)壁237磨擦大于在滑動(dòng)面234上的磨擦，根據(jù)活塞的行程方向可改變密封環(huán)的位置。在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，借助于制速器235密封環(huán)236處于止動(dòng)位置(im Anschlag)，并開(kāi)啟行程間隙239V。這種狀態(tài)在該附圖的左側(cè)表示出來(lái)。通過(guò)選擇密封環(huán)236的滑動(dòng)性能，或通過(guò)制造滑動(dòng)面234的相應(yīng)上表面可以改變斷開(kāi)瞬間。在行程間隙239V開(kāi)啟期間，經(jīng)壓縮的制冷劑從壓縮腔2310通過(guò)行程間隙239V和通孔238流入曲軸腔2311。曲軸腔2311通過(guò)電機(jī)腔與壓縮機(jī)的高壓氣出口5(見(jiàn)圖2)相通。附圖4右側(cè)示出了活塞處于吸氣沖程期間密封環(huán)236的位置。密封環(huán)236以平面方式緊貼活塞底部233的背面。因此，沒(méi)有行程間隙239V，而且將通孔238關(guān)閉，于是將制冷劑吸入壓縮腔2310。
密封環(huán)236緊貼氣缸內(nèi)壁237和緊貼滑動(dòng)面234各有一個(gè)密封唇的結(jié)構(gòu)使其可在各個(gè)平面上滑動(dòng)，這可確保在連桿22相對(duì)于氣缸軸傾斜度較大并由此使活塞的往復(fù)傾斜較大時(shí)壓縮腔2310與活塞和氣缸內(nèi)壁237之間的曲軸箱的密封，同時(shí)確保密封環(huán)236起排氣閥的作用。
圖5和圖6所示的本發(fā)明制冷裝置的實(shí)施方式與圖1和圖2中示出的實(shí)施方式的差別在于前者有一附加的氣缸冷卻裝置51。由于其它結(jié)構(gòu)相同，對(duì)它們的說(shuō)明可參見(jiàn)對(duì)圖1或圖2的說(shuō)明。壓縮機(jī)102的附加氣缸冷卻裝置由液態(tài)制冷劑流過(guò)的活動(dòng)路段51構(gòu)成。液態(tài)制冷劑從冷凝器2和毛細(xì)管42之間的連接回路上被分支，并反向流過(guò)處于壓縮機(jī)出口和冷凝器入口之間的壓力管道5中的流動(dòng)路段51，因此該流動(dòng)路段既是支路又是在結(jié)構(gòu)合適處的反向流連接路段。圖6中除流動(dòng)路段51外，還設(shè)計(jì)成至少由一個(gè)噴射孔連通該流動(dòng)路段和氣缸工作容積2310(見(jiàn)圖4)。在曲軸轉(zhuǎn)角為20°時(shí)，上述噴射孔25處于活塞23的下死點(diǎn)上方。同樣，這些孔分布在氣缸壁237(見(jiàn)圖4)的四周。氣機(jī)內(nèi)壁上表面與孔的過(guò)渡盡可能地制成無(wú)脊棱(gratfrei)的形式。
權(quán)利要求
1.用于家用冷卻設(shè)備的構(gòu)成、充注了制冷劑的制冷循環(huán)的制冷裝置，該裝置由一臺(tái)全封閉式壓縮機(jī)組、一個(gè)連接在壓縮機(jī)組高壓側(cè)的冷凝器、一根毛細(xì)管、一個(gè)與毛細(xì)管相連的蒸發(fā)器以及一臺(tái)加強(qiáng)制冷裝置的制冷空間對(duì)流的風(fēng)機(jī)組成，上述毛細(xì)管與冷凝器的出口側(cè)相連并與壓縮機(jī)組的吸入管道熱接觸，上述蒸發(fā)器與一個(gè)潛熱貯存器熱耦連并與壓縮機(jī)組的吸入側(cè)相連，其特征在于蒸發(fā)器(3)的出口通向與壓縮機(jī)組(10)的吸氣(44)相連的流體熱交換集成器(40)，壓縮機(jī)組(10)和彈性地裝于隔音罩內(nèi)的流體熱交換集成器(40)都被安裝在底盤(pán)上，底盤(pán)連同被裝配的結(jié)構(gòu)組件和隔音罩的最大設(shè)計(jì)高度與冷卻設(shè)備的基座高度相適應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的制冷裝置，其特征在于底盤(pán)連同被裝配的結(jié)構(gòu)組件和隔音罩的最大設(shè)計(jì)高度共計(jì)為100mm。
3.帶外罩底部和外罩蓋的全封閉式縮機(jī)組，上述外罩底部和外罩蓋彼此密封地相連，外罩內(nèi)部裝有一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電源通過(guò)外罩蓋密封地引入，其特征在于氣缸構(gòu)件(13)與外罩蓋(12)密封地相連，其中，氣缸頭內(nèi)裝有一個(gè)吸氣閥，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(101)的定片組(14)壓入外罩蓋(12)中，一根壓力管道(5)密封地穿過(guò)外罩底部(11)朝外引出，在外罩底部(11)和外罩蓋(12)之間固定安裝了一根管子(15)，管子的內(nèi)空間與壓力管道(5)相通，并通過(guò)至少一個(gè)護(hù)套通孔(16)與外罩內(nèi)空間相通，管子(15)用作驅(qū)動(dòng)電機(jī)(101)的動(dòng)片組(18)的軸承軸，動(dòng)片(18)的上軸套(19)呈圓柱形盤(pán)狀，它相對(duì)于上述管軸偏心設(shè)置并用作偏心輪，連桿軸承(21)包圍上述圓柱形盤(pán)的護(hù)套表面，與連桿軸承(21)可轉(zhuǎn)動(dòng)相連的連桿(22)與在氣缸(13)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞(23)剛性連接，活塞(23)設(shè)有排氣閥。
4.如權(quán)利要求3所述的全封閉式壓縮機(jī)組，其特征在于動(dòng)片組(18)被制成為適合回轉(zhuǎn)質(zhì)量平衡。
5.如權(quán)利要求3或4所述的全封閉式壓縮機(jī)組，其特征在于氣缸結(jié)構(gòu)組件(13)與流過(guò)液態(tài)制冷劑的流動(dòng)路段(51)熱耦合。
6.如權(quán)利要求5所述的全封閉式壓縮機(jī)組，其特征在于上述流動(dòng)路段(51)通過(guò)至少一個(gè)在距活塞(23)下死點(diǎn)位置之上很小一段距離之處穿過(guò)氣缸壁的噴射孔(25)與活塞(23)的工作容和相通。
7.如權(quán)利要求6所述的全封閉式壓縮機(jī)組，其特征在于流動(dòng)路段(51)與活塞(23)的工作容積之間的連通(25)設(shè)在活塞(23)的下死點(diǎn)位置上方曲轉(zhuǎn)角約為20°之處。
8.制冷劑壓縮機(jī)的處于氣缸內(nèi)的活塞，氣缸的壓縮腔經(jīng)過(guò)一個(gè)進(jìn)氣閥與吸入管道相通，活塞與往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿剛性連接，緊貼氣缸內(nèi)壁有一個(gè)密封唇，借助于一個(gè)閥門(mén)可控制制冷劑流動(dòng)管道，在壓縮沖程期間，上述閥門(mén)使流動(dòng)管道開(kāi)啟，在吸氣沖程期間該閥門(mén)將流動(dòng)管道關(guān)閉，其特征在于在往復(fù)運(yùn)動(dòng)的連桿(22)上剛性固定一鐘形導(dǎo)向件(232)，該導(dǎo)向件具有呈圓柱形的軸向設(shè)置的護(hù)套區(qū)(234)，徑向凸出的、平坦的活塞底部(233)處于導(dǎo)向件(232)的朝向壓縮腔(2310)的那一側(cè)，導(dǎo)向件(232)的圓柱形區(qū)(234)的離開(kāi)活塞底部(233)的邊緣圍繞氣缸內(nèi)壁(237)偏離一角度(235)，導(dǎo)向件(232)由可滑動(dòng)地設(shè)置在圓柱形護(hù)套表面(234)上的密封環(huán)(236)包圍，該密封環(huán)具有緊貼氣缸內(nèi)壁(237)環(huán)狀邊緣，導(dǎo)向件(232)設(shè)有若干通孔(238)，這些通孔的壓縮腔側(cè)的開(kāi)口在壓縮沖程期間由密封環(huán)(236)開(kāi)啟，而在吸氣沖程期間被蓋住，壓縮機(jī)的曲軸腔(2311)與高壓氣體出口(5)相通。
9.如權(quán)利要求8所述的活塞，其特征在于連桿(22)的長(zhǎng)度至少為曲軸半徑的8倍。
10.由一個(gè)液體分離器(41)和一個(gè)吸入阻尼器(43)組成的流體熱交換集成器(40)，連在制冷裝置的蒸發(fā)器的出口上的吸入管道(6)通向上述液體分離器，該分離器有一貯液槽，上述吸入阻尼器連接在液體分離器(41)上并與制冷裝置的壓縮機(jī)(102)的吸管(44)相連，其中，吸入阻尼器(43)構(gòu)成內(nèi)部逆流換熱器，在上述貯液槽中設(shè)有一根主管，此主管作為注入細(xì)管(45)與壓縮機(jī)(102)的進(jìn)氣管(44)相通。
11.如權(quán)利要求10所述的流體熱交換集成器，其特征在于它的出氣口直接與壓縮機(jī)(102)的進(jìn)氣管(44)相連。
12.如權(quán)利要求10或11所述的流體熱交換集成器，其特征在于上述內(nèi)部逆流換熱器由連接制冷裝置的冷凝器(2)和蒸發(fā)器(3)的毛細(xì)管(42)和吸入管道(6)組成。
13.如權(quán)利要求12所述的流體熱交換集成器，其特征在于毛細(xì)管(42)圍繞吸入管道(6)螺旋盤(pán)繞兩圈。
14.如權(quán)利要求10、11、12或13所述的流體熱交換集成器，其特征在于它是一種閉合的、與環(huán)境熱隔離的構(gòu)件。
15.如權(quán)利要求14所述的流體熱交換集成器，其特征在于將其設(shè)計(jì)為圓柱形外殼。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用帶往復(fù)式壓縮機(jī)活塞的壓縮機(jī)組和流體熱交換集成器實(shí)現(xiàn)用于家用冷卻設(shè)備的制冷裝置。本發(fā)明的任務(wù)是提供一種家用冷卻設(shè)備的制冷裝置,該裝置生產(chǎn)工藝不繁瑣,不需作較大改動(dòng)就可安裝于不同應(yīng)用場(chǎng)合,而且采用的理論循環(huán)過(guò)程最佳。本發(fā)明的任務(wù)可通過(guò)下述家用冷卻設(shè)備的制冷裝置來(lái)完成,該裝置由一臺(tái)全封閉式壓縮機(jī)組、一個(gè)連接在壓縮機(jī)組高壓側(cè)的冷凝器、一根毛細(xì)管、一個(gè)與毛細(xì)管相連的蒸發(fā)器以及一臺(tái)加強(qiáng)制冷裝置的制冷空間對(duì)流的風(fēng)機(jī)組成,上述毛細(xì)管與冷凝器出口側(cè)相連并與壓縮機(jī)組的吸入管道熱接觸,上述蒸發(fā)器與一個(gè)潛熱貯存器熱耦連并與壓縮機(jī)組的吸入側(cè)相連,其中,蒸發(fā)器的出口通向與壓縮機(jī)組的吸氣管相連的流體熱交換集成器,壓縮機(jī)組和彈性地裝于隔音罩內(nèi)的流體熱交換集成器都被安裝在底盤(pán)上,底盤(pán)連同被裝配的結(jié)構(gòu)組件和隔音罩的最大設(shè)計(jì)高度與冷卻設(shè)備的基座高度相適應(yīng)。此外,本發(fā)明的任務(wù)可通過(guò)本發(fā)明的全封閉式壓縮機(jī)組往復(fù)式壓機(jī)活塞和流體熱交換集成器的結(jié)構(gòu)來(lái)完成。
文檔編號(hào)F16J15/16GK1347490SQ00806212
公開(kāi)日2002年5月1日 申請(qǐng)日期2000年4月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月15日
發(fā)明者E·軍德, I·軍德, M·舒伯特, E·菲埃仁, A·特勞曼 申請(qǐng)人:軍德工程有限公司