制冷压缩机
专利汇可以提供制冷压缩机专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 制冷 压缩机 ，具有气密密封的压缩机壳体，一压缩制冷剂的 活塞 -缸单元在压缩机壳体内工作，并包括带吸入口的吸入 阀 ，吸入口设置在活塞-缸单元的阀板中，在活塞-缸单元的缸盖上设置一具有注入容积的吸入消声器，制冷剂穿过吸入消声器流向活塞-缸单元的吸入阀，吸入消声器具有一入口横截面，制冷剂经由入口横截面流入吸入消声器中且设置与吸入消声器和压缩机壳体的内部连通的补偿容积，制冷剂在补偿容积中 波动 。规定，入口横截面同时是补偿容积和注入容积之间的连 接口 ，补偿容积由 套管 形成，套管密封地包围吸入口或入口横截面且至少沿着一段包围制冷剂吸入管并指向压缩机壳体，吸入管与 制 冷压 缩机 的 蒸发 器 连接，并伸入到压缩机壳体的内部。，下面是制冷压缩机专利的具体信息内容。
1.一种气密封装的制冷压缩机，该制冷压缩机具有气密密封的压 缩机壳体(1)，一个压缩制冷剂的活塞-缸单元在所述压缩机壳体(1) 内部工作，并包括带吸入口(24)的吸入阀，所述吸入口(24)设置 在活塞-缸单元的阀板(11)中，其中在活塞-缸单元的缸盖(15) 上设置具有注入容积(20)的吸入消声器(16)，制冷剂穿过所述吸入 消声器流向活塞-缸单元的吸入阀，其中吸入消声器(16)具有一入 口横截面(18)，制冷剂经由所述入口横截面(18)流入吸入消声器(16) 中，并且设置与吸入消声器(16)和压缩机壳体(1)的内部连通的补 偿容积(21)，制冷剂在所述补偿容积中波动，其特征在于，入口横截 面(18)同时是补偿容积(21)和注入容积(20)之间的连接口(26)， 并且补偿容积(21)由套管(22)形成，所述套管(22)一方面密封 地包围吸入口(24)或者入口横截面(18)，而另一方面至少沿着一段 包围制冷剂吸入管(17)并指向压缩机壳体(1)，所述吸入管与制冷 压缩机的蒸发器连接，并伸入到压缩机壳体(1)的内部。
2.按照权利要求1所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在于， 吸入管(17)在套管(22)中导引直至接近吸入口(24)。
3.按照权利要求1或2所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在 于，套管(22)和吸入消声器(16)整体地构成。
4.按照权利要求1或2所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在 于，补偿容积(21)是活塞-缸单元的活塞工作容积的0.5-1.2倍。
5.按照权利要求1或2所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在 于，补偿容积(21)是活塞-缸单元的活塞工作容积的至少一半。
6.按照权利要求1或2所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在 于，在补偿容积(21)中最小的流动横截面(32)具有相当于吸入口 (24)的横截面面积的四分之一至四分之三的横截面面积。
7.按照权利要求1或2所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在 于，补偿容积(21)的横截面面积至多是活塞-缸单元活塞的活塞头 表面积的1.5倍。
8.按照权利要求1或2所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在 于，补偿容积(21)具有圆形横截面，并且补偿容积(21)的长度与 其直径之比值为大于10。
9.按照权利要求5所述的气密封装的制冷压缩机，其特征在于， 补偿容积(21)是活塞-缸单元的活塞工作容积的0.5-3倍。
技术领域
本发明涉及一种的气密封装的制冷压缩机，该制冷压缩机具有气 密密封的压缩机壳体，一个压缩制冷剂的活塞-缸单元在所述压缩机 壳体内工作，在上述活塞-缸单元的缸盖上设置吸入消声器，制冷剂 穿过上述吸入消声器流到活塞-缸单元的吸入阀中。
背景技术
尽管单个制冷压缩机的功耗仅大约在50和150瓦之间，但在考虑 所有的全世界所使用的制冷压缩机情况下，就产生很高的功耗，由于 欠发达国家也快速发展，功耗持续地增加。
因此，对制冷压缩机和增加效率所作的任何技术改进当推广到全 世界所使用的制冷压缩机时，对节能都提供极大的潜力。
像这样的制冷过程长期以来已知。在蒸发器中通过吸收待冷却的 空间中的能量将制冷剂加热，最后使制冷剂过热，并利用制冷压缩机 泵送到较高的压力级，在那里制冷剂通过冷凝器排放热量，并通过节 流阀输送回到蒸发器，在节流阀中制冷剂压力降低并冷却。
对于效率的可能改善的最大和最重要的潜力是在制冷剂的压缩过 程开始时降低制冷剂的温度。制冷剂进入活塞-缸单元的缸的吸入温 度的每次降低都导致压缩过程所需的技术工作减少，就像在压缩过程 期间降低温度和与此相关的排出温度一样。
在已知的气密封装的制冷压缩机中，根据结构型式制冷剂在它从 压缩机(冷却空间)到活塞-缸单元吸入阀的路线上进行一强烈的加 热。
在活塞-缸单元的吸入冲程期间，制冷剂的吸入通过直接从压缩 机出来的吸入管实现。在已知气密封装的制冷压缩机中，吸入管通常 通入到气密封装的压缩机壳体中，大多数通入到吸入消声器的入口横 截面附近，制冷剂从所述入口横截面流入吸入消声器，并从所述吸入 消声器直接流入活塞-缸单元的吸入阀。吸入消声器主要是用来在吸 入过程中保持制冷压缩机的噪声级尽可能低。已知的吸入消声器通常 包括若干容积、一吸入横截面以及一个开口，上述若干容积相互连通， 而制冷剂穿过上述吸入横截面从气密封装的压缩机壳体容积抽吸到吸 入消声器的内部，并且所述开口密封地紧贴于活塞-缸单元的吸入阀 附近。
在制冷剂进入压缩机壳体的入口和活塞-缸单元的吸入阀之间的 过程中，如上所述，进行不希望的制冷剂的加热。测量表明，在吸入 管中32℃的制冷剂温度(通过标准化的ASHRAE条件预先确定)，制 冷剂在进入压缩机壳体之前很短时间，已在第一吸入消声器容积中加 热到大约54℃。制冷剂的这种不希望有的加热的主要原因实际上是从 吸入管新流入压缩机壳体的制冷剂与已位于压缩机壳体中的较热的制 冷剂混合。混合物原则上是用这种方法产生，以致活塞-缸单元的吸 入阀仅在曲轴转角范围约为180°打开，并且因此制冷剂仅在这个时间 窗内才吸入到制冷压缩机的缸中。此后在压缩循环期间将吸入阀关闭。 即使当吸入阀关闭时，冷的制冷剂也具有几乎恒定的质量流，由此制 冷剂从后面流入压缩机壳体和停留在那儿，并冷却处于运动的活塞- 缸单元及其部件，这样再次造成制冷剂的加热。由于在压缩过程期间 压力波动，有其他的从压缩机壳体到吸入消声器的流动过程或相反的 过程，因此实现额外的混合。
为了防止压缩机壳体内部的热制冷剂与从蒸发器出来的新鲜制冷 剂混合，在已知的制冷压缩机中将制冷剂将吸入管的出口靠近吸入消 声器的入口横截面放置。这保证了比较少量的冷的制冷剂可以从蒸发 器跑到压缩机壳体的内部。因此，将吸入管端部这样成形，以便可以 将一中间管插入吸入管端部。同时将中间管用一螺旋弹簧包围，所述 螺旋弹簧一方面支承在吸入管进入壳体的入口上，而另一方面支承在 中间管上，以便实现将吸入管联接到吸入消声器上。所有这些已知的 防止蒸发器中的冷制冷剂与压缩机壳体中经过加热的制冷剂混合的努 力仅造成这种混合的减少，但不能完全防止混合。
从WO 03/038280中已知，直接将吸入消声器的入口横截面与吸 入管的出口连接，因此将从蒸发器出来的制冷剂直接导入吸入消声器， 而不到达压缩机壳体内部和不在该处加热。基于上述事实，冷的制冷 剂即使当吸入阀关闭时也有几乎恒定的质量流并流入吸入消声器中 (现在是通过直接连接)，必需在吸入消声器中设置补偿容积，以便补 偿在吸入消声器中由于连续地从吸入管后面流入制冷剂而引起的压力 上升，并且经由该吸入管位于吸入消声器中的制冷剂可以从吸入消声 器出来再次流入压缩机壳体中。在下一个吸入冲程期间，位于吸入消 声器中的或从吸入管流入吸入消声器的制冷剂一方面通过吸入阀吸入 活塞-缸单元中，而另一方面由于从活塞-缸单元漏泄和通过从吸入 消声器流出，将位于压缩机壳体内部的制冷剂吸入补偿容积中用于压 力补偿，但不吸入消声器中。
因而所产生的流动特性导致增加了流动损失的危险，上述流动特 性尤其是溢流到补偿容积中期间在吸入管不与吸入消声器直接连接的 情况下不会产生。
此外，如上所述，如WO 03/038280中所公开的制冷压缩机要求 吸入管和吸入消声器之间密封连接，这意味着为了保证气密性而增加 了装配工作量，其中膜盒状连接元件必须密封地与压缩机壳体和吸入 消声器连接。在膜盒状连接元件失去其气密性情况下，可能不再能实 现在压缩过程开始时所希望的制冷剂温度降低，并且制冷压缩机也用 较低的效率工作。其中特别有问题的情况是压缩机壳体不是通过例如 焊缝气密地封装，以致吸入管和吸入消声器之间密封地连接的可能的 失效对操作者来说都不显著。
发明内容
这个目的可以按照本发明通过以下措施达到。
因此不需要在吸入管和吸入消声器之间有密封的连接。通过本发 明的构造可以达到同样的结果，因为按本发明的制冷压缩机具有气密 密封的压缩机壳体，一个压缩制冷剂的活塞-缸单元在所述压缩机壳 体内部工作，并包括带吸入口的吸入阀，所述吸入口设置在活塞-缸 单元的阀板中，其中在活塞-缸单元的缸盖上设置具有注入容积的吸 入消声器，制冷剂穿过所述吸入消声器流向活塞-缸单元的吸入阀， 其中吸入消声器具有一入口横截面，制冷剂经由所述入口横截面流入 吸入消声器中，并且设置与吸入消声器和压缩机壳体的内部连通的补 偿容积，制冷剂在所述补偿容积中波动，吸入消声器的入口横截面同 时是补偿容积和注入容积之间的连接口，并且补偿容积由套管形成， 所述套管一方面密封地包围吸入口或入口横截面，而另一方面至少沿 着一段包围制冷剂吸入管并指向压缩机壳体，上述制冷剂吸入管与制 冷压缩机的蒸发器连接，并伸入到压缩机壳体的内部。
有利地，吸入管在套管中导引直至接近吸入口，由此保证有足够 的补偿容积可用。
有利地，吸入消声器和补偿容积的整体构造实现特别低的成本和 快速生产的可能性。
有利地，用相当于活塞-缸单元的活塞工作容积0.5-1.2倍的容积 形成补偿容积，保证从吸入管出来的制冷剂即使在吸入阀关闭时也不 会到达压缩机壳体并与已经加热的制冷制混合。同时保证在吸入过程 中没有制冷剂从压缩机壳体通过补偿容积吸入消声器或缸中。
有利地，形成的补偿容积至少是活塞-缸单元的活塞工作容积的 一半，优选的是其0.5-3倍，此外可以使通过提供补偿容积由于制冷 剂流入补偿容积和流入压缩机壳体而产生的噪声减到最小，因此不产 生扰乱操作者的噪音，这对家用冰箱来说尤其重要。此外，在生产技 术上，稍大的补偿容积更容易生产。
有利地，补偿容积中最小的流动横截面具有相当于吸入口横截面 积的1/4-3/4的横截面面积。这样保证压差小，同时由此减少流量损失 和向外噪声衰减大。
有利地，补偿容积的横截面至多相当于活塞头表面积的1.5倍。 这样一方面保证补偿容积所需的空间不太大，而另一方面保证冷的和 热的吸入气体不混合，或者不形成如下所述的边界层。
以下特征说明了导致特别低的流量损失的优选实施方式，即：补 偿容积具有一圆形横截面，并且补偿容积的长度与其直径的比值大于 10。
附图说明
接下来，参照附图更详细地说明本发明，其中：
图1示出按照本发明的气密封装的制冷压缩机的侧剖视图；
图2示出按照现有技术的吸入消声器的剖视图；
图3示出按照本发明的吸入消声器的一种可供选择的实施方式；
图4示出按照本发明的吸入消声器的另一种可供选择的实施方 式。
具体实施方式
活塞-缸-马达单元基本上由缸壳体3、在缸壳体3中实施往复 运动的活塞4以及垂直于缸轴线6安装的曲轴轴承5组成。该曲轴轴 承5支承曲轴7并伸入电动马达10的转子9的中心孔8中。连杆支承 12位于曲轴7的上端处，经由该连杆支承驱动连杆并由此驱动活塞4。 曲轴7具有润滑油孔13，并在区域14内固定在转子9上。吸入消声 器16设置在缸盖15上，上述吸入消声器16在制冷剂吸入过程期间使 噪声产生减至最少。
图2示出按照现有技术的吸入消声器16的剖视图。如图1所示， 吸入消声器16在气密密封的压缩机壳体1内部设置在缸盖15上。当 使用这种已知吸入消声器时，从蒸发器出来的且与位于压缩机壳体1 中的热制冷剂相比是冷的制冷剂，通过吸入管17在吸入消声器16的 入口横截面18附近流入压缩机壳体1的内部，在那里与已位于压缩机 壳体1中的热制冷剂混合并加热，并且通过吸入消声器16吸入到活塞 -缸单元中。
按照现有技术的吸入消声器16通常包括几个串联连接和/或并联 连接的通过管道相互连接的容积V1、V2、Vn，以及在最低点处的油分 离器孔31。冷的制冷剂通过吸入管17流入压缩机壳体1的内部，在 那里根据结构型式，冷的制冷剂与已位于压缩机壳体1中的热制冷剂 进行首次混合。然后已经混合并加热的制冷剂通过入口横截面18流入 吸入消声器的第一容积V1，然后流入第二容积V2，并在V1及V2中与 已位于那里的热制冷剂重新混合，由此再一次加热制冷剂。在这些已 知吸入消声器中，根据制冷压缩机的功率，在吸入管17中的出口和吸 入消声器16中吸入口24前面很短一段距离之间的加热在30K和40K 之间。
为了防止不希望有的加热，设置按照本发明如图3中剖视图所示 的吸入消声器16。一补偿容积21连接到吸入消声器16上，所述吸入 消声器16具有一注入容积20(多个注入容积的配置是可以考虑的并 且是常见的)，而上述补偿容积21具有一横截面收缩部32。补偿容积 21和吸入消声器16按照本发明通过套管22形成，所述套管22一方 面包围设置在阀板11中的吸入口24或通入所述吸入口24，而另一方 面通过补偿开口23通入压缩机壳体1的内部。套管22至少沿着一末 端分段包围吸入管17。
从吸入管17流出的且从蒸发器出来的冷的制冷剂在整个吸入周 期中都流入到套管22的形成吸入消声器16的注入容积20的段中。在 随后的压缩周期中，吸入消声器的注入容积20由于吸入阀闭合而不再 接收其他的来自吸入管7中的制冷剂，这就是制冷剂后退到由一段套 管22形成的补偿容积21中的原因，并通过补偿开口23将位于其中的 热制冷剂挤入压缩机壳体1的内部。
这导致在热制冷剂和冷制冷剂之间形成一根据吸入周期可活动的 边界层25。在下一个吸入周期中，冷的制冷剂可以从吸入管17及从 套管22的补偿容积21吸入到缸中。重要的是，边界层25在吸入口 24的方向上不超过标图标记33所标注的线，在这个实施例中，所述 线同时形成进入吸入消声器16或者注入容积20和补偿容积21之间的 过渡开口26的入口横截面18，以便防止在吸入过程之前热制冷剂和 冷制冷剂的混合。
同时，不允许冷制冷剂从补偿容积21中的吸入管17进入压缩机 壳体1，因此边界层25不被移动到图3中用附图标记23(补偿开口) 标注的线后面。因此与所述实施方式无关，将补偿容积21的容积精确 调节到制冷量，并因此调节到活塞-缸单元的工作容积是必要的。
图4示出吸入消声器16加补偿容积21的另一可供选择的实施方 式，其中吸入消声器16由两个容积20和20a构成。在其余方面，这 个变形方案都与图3中所示的相同。在此，边界层25也必须根据吸入 周期总是在附图标记23所标注的线和入口横截面18或过渡开口26 之间波动。
不同的补偿容积21和吸入消声器16如何构成是次要的，只要实 现本发明的特征和气柱或边界层25能在补偿容积中波动。因此，如图 3所示，可将额外的注入容积27设置在吸入消声器16中。
吸入消声器16在按照图3的实施例中仅包括基本上是锥形延伸的 注入容积20，而在图4所示的实施方式中则包括基本上是锥形延伸的 注入容积20a和注入容积20。应该理解，吸入消声器16额外容积的 并联或串联配置在任何时候都是可行的，并导致改善的吸入消声器16 的减弱声音的性能。
尤其是如图3所示，吸入管越向吸入口24移近，则补偿容积将变 得越大(在套管22的长度保持相同情况下)。与此相反，吸入消声器 16的注入容积20减少，这产生声音的问题。因此，图4示出一种可 供选择的实施例，其中如上所述，吸入消声器16包括两个容积20和 20a。通过朝注入容积20方向移动吸入管17，能扩大补偿容积21，而 同时无需忍受噪声的缺点。
在两种情况下(图3和图4)，吸入消声器16和套管22优选以整 体方式构成，以便简化生产。在图3的实施例情况下，吸入消声器16 额外地通过套管22形成。
此外，重要的是将补偿容积调节到制冷压缩机的制冷量上，换句 话说，调节到活塞-缸单元的大小。仅在补偿容积21与活塞-缸单元 的活塞工作容积的比值为0.5-1.2下，在吸入过程开始时保证最佳功能 和确保制冷剂温度的所希望的下降，因为在此可以有保证地防止波动 的分界层25不超过任何上述提及的边界。
此外，如果由制冷压缩机运行所产生的噪声级减少，则必需将补 偿容积21与活塞-缸单元的活塞工作容积的比值设定到0.5-3。
优选的是，补偿容积也具有一圆形横截面，同时长度与直径的比 值为大于10。
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