DE-102025143349-A1 - SPIRALVERDICHTER UND WÄRMEPUMPENVORRICHTUNG

Abstract

Die vorliegende Anmeldung stellt einen Spiralverdichter bereit, der Folgendes umfasst: eine bewegliche Spiralscheibe; eine feste Spiralscheibe, wobei die feste Spiralscheibe eine Grundplatte und eine auf der Grundplatte angeordnete Spiralwand aufweist; und ein Gehäuse, das auf der Seite der Grundplatte angeordnet ist, die von der Spiralwand abgewandt ist. Das Gehäuse umfasst eine erste Kammer, die eine erste Öffnung auf der der Grundplatte zugewandten Bodenfläche des Gehäuses aufweist, wobei diese erste Öffnung von der Grundplatte abgedeckt ist, um eine Einspritzkammer zu bilden, die über eine Einspritzbohrung auf der Grundplatte mit der Kompressionskammer verbunden ist, die durch die bewegliche Spiralscheibe und die feste Spiralscheibe gebildet wird und der Mitteldruckstufe entspricht, wobei die erste Kammer mit der Einspritzöffnung des Spiralverdichters verbunden ist, wobei in der ersten Kammer eine Rückschlagvorrichtung angeordnet ist, die den Durchfluss in der Richtung von der Einspritzöffnung zur Einspritzkammer freigibt und einen Rückfluss verhindert. Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auch auf eine entsprechende Wärmepumpenvorrichtung. Der Vorteil dieser Anmeldung liegt in ihrer Fähigkeit, durch eine einfache Struktur und eine geringe Anzahl von Komponenten eine Einspritzkammer für einen Spiralverdichter zu bilden.

Inventors

• Haixiang Wang

Assignees

• Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20251023

Priority Date

20241101

Claims (10)

1. Spiralverdichter, wobei der Spiralverdichter (96) Folgendes umfasst: eine bewegliche Spiralscheibe (35); eine feste Spiralscheibe (1), wobei die feste Spiralscheibe (1) eine Grundplatte (10) und eine auf der Grundplatte (10) angeordnete Spiralwand (11) aufweist; und ein Gehäuse (2), das auf der Seite der Grundplatte (10) angeordnet ist, die von der Spiralwand (11) abgewandt ist; dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse (2) eine erste Kammer (22) umfasst, wobei die erste Kammer (22) eine erste Öffnung (220) auf der der Grundplatte (10) zugewandten Bodenfläche (24) des Gehäuses (2) aufweist, wobei diese erste Öffnung (220) von der Grundplatte (10) abgedeckt ist, um eine Einspritzkammer (30) zu bilden, wobei die Einspritzkammer (30) über eine Einspritzbohrung (13) auf der Grundplatte (10) mit der Kompressionskammer (33) verbunden ist, die durch die bewegliche Spiralscheibe (35) und die feste Spiralscheibe (1) gebildet wird und der Mitteldruckstufe entspricht, wobei die erste Kammer (22) mit der Einspritzöffnung (26) des Spiralverdichters (96) verbunden ist, wobei in der ersten Kammer (22) eine Rückschlagvorrichtung (7) angeordnet ist, die den Durchfluss in der Richtung von der Einspritzöffnung (26) zur Einspritzkammer (30) freigibt und einen Rückfluss verhindert.
2. Spiralverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass das Gehäuse (2) eine zweite Kammer (23) umfasst, wobei die zweite Kammer (23) eine zweite Öffnung (230) auf der der Grundplatte (10) zugewandten Bodenfläche (24) des Gehäuses (2) aufweist, wobei diese zweite Öffnung (230) von der Grundplatte (10) abgedeckt ist, um eine Auslasskammer (31) zu bilden, wobei die Auslasskammer (31) über eine Auslassbohrung (14) auf der Grundplatte (10) mit der Kompressionskammer (34) verbunden ist, die durch die bewegliche Spiralscheibe (35) und die feste Spiralscheibe (1) gebildet wird und der Höchstdruckstufe entspricht, wobei die Auslasskammer (31) mit der Auslassöffnung (28) des Spiralverdichters verbunden ist.
3. Spiralverdichter nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass der Spiralverdichter (96) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: Das Gehäuse weist eine Innenkammer (20) und eine Trennwand (21) auf, wobei sich die Trennwand (21) durch die Innenkammer (20) erstreckt, um diese in die erste Kammer (22) und die zweite Kammer (23) zu unterteilen; der Spiralverdichter (96) umfasst eine einstückige Dichtung (5), die zumindest teilweise zwischen dem Gehäuse (2) und der Grundplatte (10) angeordnet ist, wobei die Einspritzkammer (30) und die Auslasskammer (31) sich die Dichtung (5) teilen.
4. Spiralverdichter nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass die Trennwand (21), in Projektion entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) betrachtet, eine konvexe Form (60) aufweist, die in die erste Kammer (22) vorsteht; wobei die erste Kammer (22) in einer Projektion entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) betrachtet eine kleine Kammer (222) und eine große Kammer (223) auf beiden Seiten der konvexen Form (60) sowie einen Verbindungskanal (224) umfasst, der an der Oberseite (600) der konvexen Form (60) ausgebildet ist, wobei die kleine Kammer (222) und die große Kammer (223) über den Verbindungskanal (224) miteinander verbunden sind, wobei die Rückschlagvorrichtung (7) innerhalb der großen Kammer (223) angeordnet ist, wobei die kleine Kammer (222) und die große Kammer (223) jeweils mit einer Einspritzbohrung (13) auf der Grundplatte (10) verbunden sind; wobei das Gehäuse (2) eine Auslassleitung (280) aufweist, die mit der Auslassöffnung (28) verbunden ist, wobei die Auslasskammer (31) über eine Durchströmbohrung (281) in der Auslassleitung (280) mit diesem (280) verbunden ist, wobei die Durchströmbohrung (281), in Projektion entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) betrachtet, nahe der Oberseite (600) der konvexen Form (60) liegt; wobei die Trennwand (21), in Projektion entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) betrachtet, zwei Schultern (61) aufweist, die sich auf beiden Seiten der konvexen Form (60) befinden, wobei die konvexe Form (60) über die beiden Schultern (61) mit der Seitenwand (200) der Innenkammer (20) verbunden ist und jede der Einspritzbohrungen (13) sich in der Nähe des Übergangsbereichs (62) zwischen der konvexen Form (60) und der jeweiligen Schulter (61) befindet.
5. Spiralverdichter nach Anspruch 3 oder 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Dichtung (5) einen ringförmigen Dichtungsabschnitt (51) und einen mit dem ringförmigen Dichtungsabschnitt (51) verbundenen Trenndichtungsabschnitt (50) umfasst, wobei der ringförmige Dichtungsabschnitt (51), in Projektion entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) betrachtet, die Innenkammer (20) umgibt, wobei der Trenndichtungsabschnitt (50) so ausgelegt ist, dass er zwischen der Trennwand (21) und der Grundplatte (10) positioniert werden kann, um die Einspritzkammer (30) und die Auslasskammer (31) relativ zueinander abzudichten.
6. Spiralverdichter nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass der Spiralverdichter (96) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: Der Trenndichtungsabschnitt (50) umfasst einen vorstehenden Abschnitt (63), der in die erste Kammer (22) vorsteht; die Dichtung (5) umfasst einen Außenringabschnitt (52), der den ringförmigen Dichtungsabschnitt (51) umgibt, und einen Verbindungsabschnitt (53), der den ringförmigen Dichtungsabschnitt (51) mit dem Außenringabschnitt (52) verbindet.
7. Spiralverdichter nach Anspruch 5 , dadurch gekennzeichnet , dass der Spiralverdichter (96) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: Im Querschnitt betrachtet umfasst der Trenndichtungsabschnitt (50) einen mittigen Wölbungsabschnitt (54) und jeweils einen Stützabschnitt (55) auf beiden Seiten des Wölbungsabschnitts (54), wodurch eine elastische Struktur ausgebildet wird; entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) umfasst der Trenndichtungsabschnitt eine mittige Metallschicht (56) und jeweils eine Elastomerschicht (57) auf beiden Seiten der Metallschicht (56), die zur Kontaktierung mit dem Gehäuse (2) bzw. der Grundplatte (10) ausgelegt sind.
8. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , dass der Spiralverdichter mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: Die Rückschlagvorrichtung (7) umfasst eine Ventilscheibe (71), eine Anschlagplatte (72) zum Begrenzen der Öffnungshöhe der Ventilscheibe (71) und Schrauben (73) zum Befestigen der Ventilscheibe (71) und der Anschlagplatte (72) am Gehäuse (2); am Boden der ersten Kammer (22) ist eine lokale Vertiefung (225) vorgesehen, um die Rückschlagvorrichtung (7) aufzunehmen; die erste Kammer (22) ist flach.
9. Spiralverdichter nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet , dass der Spiralverdichter (96) mindestens eines der folgenden Merkmale aufweist: Die Trennwand (21) erstreckt sich parallel zur axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96); entlang der axialen Richtung (32) des Spiralverdichters (96) schließt die Trennwand (21) bündig mit der der Grundplatte (10) zugewandten Bodenfläche (24) des Gehäuses (2) ab.
10. Wärmepumpenvorrichtung, dadurch gekennzeichnet , dass die Wärmepumpenvorrichtung einen Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfasst und ferner einen Verdampfer (90), einen Kondensator (91), ein Expansionsventil (92) und eine Einspritzgaszuführvorrichtung (95) umfasst, wobei die Auslassöffnung (950) der Einspritzgaszuführvorrichtung (95) mit der Einspritzöffnung (26) des Spiralverdichters (96) verbunden ist.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Spiralverdichter und eine Wärmepumpenvorrichtung. Der Spiralverdichter und die Wärmepumpenvorrichtung dieser Anmeldung eignen sich besonders für den Einsatz in Fahrzeugen, Wohngebäuden oder Industrieanlagen. STAND DER TECHNIK In Fahrzeugen oder Gebäuden werden Wärmepumpenvorrichtungen häufig eingesetzt, um die Umgebungstemperatur zu verändern, beispielsweise zum Heizen oder Kühlen. Wärmepumpenvorrichtungen bestehen in der Regel aus einem Verdichter, einem Kondensator, einem Verdampfer und einem Expansionsventil. Bei den Verdichtern kommen häufig Spiralverdichter zum Einsatz, die zahlreiche Vorteile bieten, darunter hohe Effizienz, ruhiger Betrieb und außergewöhnliche Zuverlässigkeit. Herkömmliche Spiralverdichter weisen in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen einen besonders niedrigen Leistungskoeffizienten (COP, Coefficient of Performance) auf. Zur weiteren Steigerung der Effizienz werden die derzeit bekannten Spiralverdichter mit Einspritzung und Enthalpieerhöhung eingesetzt. Allerdings ist die Struktur der Einspritzkammer in bestehenden Spiralverdichtern mit Einspritzung und Enthalpieerhöhung sehr komplex und erfordert zahlreiche Komponenten, was zu einem erheblichen Zeit- und Kostenaufwand bei der Herstellung und Montage führt. OFFENBARUNG DER ERFINDUNG Aufgabe der vorliegenden Anmeldung ist es, einen Spiralverdichter bereitzustellen, der es ermöglicht, die Einspritzkammer eines Spiralverdichters mit einer einfachen Struktur und einer geringen Anzahl von Komponenten zu bilden. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird ein Spiralverdichter bereitgestellt, wobei der Spiralverdichter Folgendes umfasst:eine bewegliche Spiralscheibe;eine feste Spiralscheibe, wobei die feste Spiralscheibe eine Grundplatte und eine auf der Grundplatte angeordnete Spiralwand aufweist; undein Gehäuse, das auf der Seite der Grundplatte angeordnet ist, die von der Spiralwand abgewandt ist;dadurch gekennzeichnet, dassdas Gehäuse eine erste Kammer umfasst, die eine erste Öffnung auf der der Grundplatte zugewandten Bodenfläche des Gehäuses aufweist, wobei diese erste Öffnung von der Grundplatte abgedeckt ist, um eine Einspritzkammer zu bilden, die über eine Einspritzbohrung auf der Grundplatte mit der Kompressionskammer verbunden ist, die durch die bewegliche Spiralscheibe und die feste Spiralscheibe gebildet wird und der Mitteldruckstufe entspricht, wobei die erste Kammer mit der Einspritzöffnung des Spiralverdichters verbunden ist, wobei in der ersten Kammer eine Rückschlagvorrichtung angeordnet ist, die den Durchfluss in der Richtung von der Einspritzöffnung zur Einspritzkammer freigibt und einen Rückfluss verhindert. Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird eine Wärmepumpenvorrichtung bereitgestellt, wobei diese den oben beschriebenen Spiralverdichter umfasst und ferner einen Verdampfer, einen Kondensator, ein Expansionsventil und eine Einspritzgaszuführvorrichtung zum Nachfüllen von Gas umfasst, wobei die Auslassöffnung der Einspritzgaszuführvorrichtung mit der Einspritzöffnung des Spiralverdichters verbunden ist. Zumindest in gewissen Ausführungsbeispielen liegen die positiven Effekte der vorliegenden Anmeldung darin, dass eine Einspritzkammer für einen Spiralverdichter durch eine einfache Struktur und eine geringe Anzahl von Komponenten gebildet werden kann, dass Druckschwankungen in der Auslasskammer wirksam reduziert werden können und dass Dichtungen integriert werden können. BESCHREIBUNG DER FIGUREN Im Folgenden wird die vorliegende Anmeldung unter Bezugnahme auf die Figuren ausführlich beschrieben, sodass die Prinzipien, Merkmale und Vorzüge der vorliegenden Anmeldung leichter verständlich werden. Die Figuren umfassen die folgenden:1 zeigt in einer Schnittansicht schematisch ein Beispiel für die bewegliche Spiralscheibe und die feste Spiralscheibe des Spiralverdichters der vorliegenden Anmeldung.2 zeigt in einer Explosionsdarstellung ein Beispiel für einige Komponenten des Spiralverdichters der vorliegenden Anmeldung.3 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht schematisch ein Beispiel für das Gehäuse.4 zeigt in einer dreidimensionalen Schnittansicht schematisch ein Beispiel für das Gehäuse, die feste Spiralscheibe und die Rückschlagvorrichtung für die Auslassbohrung.5 zeigt eine vergrößerte Ansicht der in 2 dargestellten festen Spiralscheibe.6 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht schematisch ein Beispiel für das Gehäuse, die feste Spiralscheibe und die Rückschlagvorrichtung für die Auslassbohrung, wobei das Gehäuse aufgeschnitten dargestellt ist.7 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht schematisch ein Beispiel für die feste Spiralscheibe, die Dichtung und die Rückschlagvorrichtung für die Auslassbohrung.8 zeigt in einer dreidimensionalen Schnittansicht ein Beispiel für das Gehäuse und die Rückschlagvorrichtung für die Einspritzkammer.9 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht schematisch ein Beispiel für das Gehäuse und ei