專利名稱：制冷介質(zhì)的壓縮機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制冷介質(zhì)的壓縮機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)帶有一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)與壓縮機(jī)電連接的控制裝置和一個(gè)氣體傳感器。
背景技術(shù)：
在環(huán)保意識(shí)增強(qiáng)的過程中，制造出的制冷介質(zhì)壓縮機(jī)使用環(huán)保的制冷介質(zhì)進(jìn)行工作，這具有越來越大的意義。特別是人們盡量避免使用受到造成溫室效應(yīng)嫌疑的制冷介質(zhì)。
因此，人們?nèi)諠u使用以烴為基增強(qiáng)的制冷介質(zhì)，例如制冷介質(zhì)R600(異丁烷)。這種制冷介質(zhì)當(dāng)今在歐洲很流行，并且許多在歐洲市場(chǎng)上提供的制冷家電用制冷劑R600制冷。
然而一些環(huán)保型制冷劑的缺點(diǎn)是易燃性。關(guān)聯(lián)到制冷介質(zhì)壓縮機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)，這會(huì)導(dǎo)致下面的問題出于節(jié)能原因，人們?nèi)諠u使用轉(zhuǎn)數(shù)可變的壓縮機(jī)。這種壓縮機(jī)是電子控制的。此外可以通過使用新的電機(jī)技術(shù)、例如永久磁鐵激勵(lì)的電機(jī)或者一相、二相或者三相的感應(yīng)電機(jī)。
這種類型的壓縮機(jī)、確切地說它們的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)不只是被接通和切斷，它們大多通過大功率半導(dǎo)體進(jìn)行控制。與該控制有關(guān)，會(huì)發(fā)生一種可燃的混合氣體被點(diǎn)燃的情況。
因此當(dāng)兩種產(chǎn)生故障的可能性同時(shí)發(fā)生時(shí)，即一方面制冷系統(tǒng)中的不密封(這使制冷介質(zhì)會(huì)逸出)、另外在電子控制方面的一種故障能夠?qū)е轮评浣橘|(zhì)氣體的點(diǎn)燃。當(dāng)所述點(diǎn)燃突然發(fā)生時(shí)，甚至?xí)休^小的爆炸發(fā)生。
人們因此在JP8-247646A中提出一種氣體傳感器，該氣體傳感器設(shè)置在冷卻腔室中，當(dāng)發(fā)覺氣體存在時(shí)就切斷供電。因此在氣體傳感器與控制裝置之間需要設(shè)置一個(gè)電導(dǎo)體，以便將氣體傳感器從冰柜內(nèi)部與控制裝置結(jié)合。
此外對(duì)于此問題還有其它可能的解決辦法，粗略地?cái)⑹鋈缦氯藗兡軌蛟谝粋€(gè)電網(wǎng)相位中設(shè)置一個(gè)裝置，也就是說一個(gè)氣體安全裝置。這在現(xiàn)今是一個(gè)非常流行的解決方案。但是這是典型的相對(duì)不可靠的，并且在壓縮機(jī)的制造方面很難操縱。
可以將控制裝置的殼體密封地進(jìn)行封閉，因此制冷介質(zhì)氣體在制冷設(shè)備不密封的情況下能夠不向著控制裝置的元件滲入。然而殼體的密封很難。除此之外，所述密封在許多情況下導(dǎo)致控制裝置中的發(fā)熱問題。
最后可以縮小控制裝置殼體中的暴露的體積，使得該體積小于20立方厘米。這是安全標(biāo)準(zhǔn)的極限值。這可以例如通過將一種填充材料填充到其中安放控制裝置的殼體中而實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然這是相對(duì)昂貴的解決方案，并且使控制裝置的元件受到機(jī)械地、特別是在提高溫度時(shí)材料流動(dòng)的負(fù)荷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，使一個(gè)制冷介質(zhì)壓縮機(jī)系統(tǒng)的可靠性得到改善。
此任務(wù)在前述類型的制冷介質(zhì)壓縮機(jī)系統(tǒng)中如此來解決控制裝置和氣體傳感器設(shè)置在一個(gè)共同的殼體中。
由此出發(fā)制冷介質(zhì)氣體例如丁烷比空氣重，并且在不密封的情況下向下移動(dòng)，該制冷介質(zhì)氣體用在制冷家電例如一個(gè)冰柜中的壓縮機(jī)中。那里還設(shè)置有評(píng)判元件，即控制裝置的元件。如果人們這時(shí)將氣體傳感器安置在能夠產(chǎn)生危險(xiǎn)狀況的位置處，那么當(dāng)控制裝置的殼體中的氣體濃度增加時(shí)，在該情況下必須切斷制冷介質(zhì)壓縮機(jī)系統(tǒng)的工作。氣體通常不突然以一個(gè)這樣高的、即已經(jīng)存在危險(xiǎn)的情況的濃度出現(xiàn)。所述氣體在通常情況下只能夠相對(duì)緩慢地進(jìn)入到控制裝置的殼體中，使得不到殼體本身中出現(xiàn)一個(gè)能夠?qū)е卤ɑ蛘呷紵臐舛戎皻怏w傳感器很難獲知該氣體的存在。另一方面，人們確切地在該氣體意味著一種危險(xiǎn)的地方、即貼近控制裝置的元件的地方確定氣體的存在。對(duì)其它地方的氣體濃度不太感興趣。
優(yōu)選的是，殼體至少一部分是透氣的。人們還必須不密封地閉合外殼，而是能夠使用一個(gè)便宜的殼體，例如IP20。此外這具有的優(yōu)點(diǎn)是，可以與環(huán)境進(jìn)行氣體交換，這又使控制裝置的電子元件的冷卻得到簡(jiǎn)化。
優(yōu)選的是，殼體具有一個(gè)透氣的區(qū)域和一個(gè)不透氣的區(qū)域，在透氣的區(qū)域中設(shè)置氣體傳感器，在不透氣的區(qū)域中設(shè)置控制裝置。因此通過控制裝置的大功率電子件(Leistungselektronik)防止冷卻介質(zhì)氣體點(diǎn)燃的可靠性得到提高。與此相反氣體傳感器處于快速并且可靠地掌握氣體進(jìn)入的情況的位置中。
優(yōu)選的是，將氣體傳感器集成到控制裝置的一個(gè)電子的電路中。因此其優(yōu)點(diǎn)是，在氣體傳感器與控制裝置之間不需要附加的線路。例如氣體傳感器能夠設(shè)置在一個(gè)電路板上，控制裝置的元件也設(shè)置在該電路板上。
優(yōu)選的是，氣體傳感器是一個(gè)分壓系統(tǒng)的組成部分。氣體傳感器的電阻根據(jù)要監(jiān)視的氣體的濃度而改變。這時(shí)能夠設(shè)置一個(gè)閾值電路，該電路在一個(gè)分壓器中相對(duì)迅速地獲知某個(gè)電壓級(jí)的超出。
優(yōu)選的是，氣體傳感器與一個(gè)微控制器相結(jié)合。代替一個(gè)微控制器人們也能夠利用一個(gè)ASIC，也叫做專用集成電路(anwenderspezifischen integriertenSchaltkreis)。一個(gè)這樣構(gòu)造的電子件是足夠“智能的”。該電子件在通常情況下與預(yù)防有關(guān)的，比電機(jī)的解決方法明顯地更為可靠。
優(yōu)選的是，微控制器構(gòu)成一個(gè)計(jì)算和貯存裝置，一個(gè)制冷介質(zhì)損失的隨時(shí)間的變化可以由該裝置記錄。在這種情況下人們也許能夠借助于獲得的信息說明制冷系統(tǒng)中剩余的制冷介質(zhì)的量。
優(yōu)選的是，除了所述氣體傳感器至少設(shè)置另一種氣體傳感器。這增加了多余的信息，并且使壓縮機(jī)系統(tǒng)的工作可靠性得到提到。
優(yōu)選的是設(shè)置一個(gè)選擇裝置，該選擇裝置根據(jù)下面至少一種情況使用一個(gè)還未使用的氣體傳感器一個(gè)被使用的氣體傳感器的一個(gè)預(yù)定的操作時(shí)間已經(jīng)期滿或者一個(gè)被使用的氣體傳感器工作失效。氣體傳感器在通常情況下只具有一個(gè)限定的工作時(shí)間。這個(gè)工作時(shí)間雖然能夠延續(xù)許多年，然而一個(gè)制冷家電的壽命還要更長(zhǎng)。當(dāng)人們?cè)O(shè)置多個(gè)傳感器時(shí)，它們按照順序工作，人們能夠使控制電子件的壽命與制冷家電的壽命相匹配。
在另一種方案中，多個(gè)氣體傳感器同時(shí)工作。這增加了多余的信息，也就是說，在一個(gè)氣體傳感器發(fā)生故障的情況下，另外的傳感器可以繼續(xù)工作。


下面借助于一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。其中圖1是一個(gè)制冷介質(zhì)壓縮系統(tǒng)的示意圖，圖2是一個(gè)帶有一個(gè)氣體傳感器的電路圖的示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種制冷介質(zhì)壓縮系統(tǒng)1具有一個(gè)密封地閉合的外殼2，該外殼其本身是已知的因此不詳細(xì)描述，它包圍一個(gè)具有電動(dòng)馬達(dá)的制冷介質(zhì)壓縮機(jī)。外殼2具有一個(gè)進(jìn)氣管3和一個(gè)排氣管4，同樣也不詳細(xì)描述的一個(gè)制冷介質(zhì)的循環(huán)機(jī)構(gòu)能夠連接到所述管道上，除了壓縮系統(tǒng)旁邊還具有一個(gè)冷凝器和一個(gè)蒸發(fā)器以及通常具有一個(gè)膨脹閥。在該循環(huán)機(jī)構(gòu)中一種制冷介質(zhì)進(jìn)行循環(huán)，該制冷介質(zhì)其至少部分地以氣體形式存在。制冷介質(zhì)中例如是制冷介質(zhì)R600(異丁烷)。該制冷介質(zhì)的特征為相對(duì)環(huán)保，并且當(dāng)它在不密封的情況下從制冷設(shè)備中漏出時(shí)不產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
制冷系統(tǒng)1通常設(shè)置在一個(gè)制冷家電的部位上，例如一個(gè)冰柜中，沿重力方向相對(duì)較大降低。制冷介質(zhì)R600比空氣重。在制冷介質(zhì)循環(huán)機(jī)構(gòu)不密封的情況下，制冷介質(zhì)向下沉，并且因此到達(dá)壓縮機(jī)系統(tǒng)1的附近。
為了控制壓縮機(jī)，確切地說是控制其驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，在外殼2的側(cè)面，設(shè)置一個(gè)控制裝置5。該控制裝置5包括一個(gè)殼體6，這個(gè)殼體不是氣體密封的，而是甚至能夠具有孔洞或者開口7。因此向下沉的氣體能夠擴(kuò)散到殼體6的內(nèi)部空間8中，電元件設(shè)置在該內(nèi)部空間中。當(dāng)在內(nèi)部空間8中積聚氣體的氣體濃度產(chǎn)生一種易燃的混合物時(shí)，這會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的狀態(tài)，并且除此之外控制裝置5的電元件發(fā)熱或者產(chǎn)生火花，如果沒有附加的措施，就使得易燃的和可燃的混合物燃燒或者甚至可能發(fā)生爆炸。
電元件涉及例如大功率半導(dǎo)體9，該電元件設(shè)置在一個(gè)電路板10上。設(shè)置一個(gè)較寬的承載例如元件12，13的電路板11，該元件用來控制大功率半導(dǎo)體9。設(shè)置一個(gè)導(dǎo)線(Durchführung)14，從而能夠?qū)㈦姽β蕚鬟f到外殼2的內(nèi)部中。
在電路板11上設(shè)置一個(gè)氣體傳感器15。該氣體傳感器15是一個(gè)線路的組成部分，該線路還具有一個(gè)微控制器16。該氣體傳感器15能夠是例如一個(gè)CAP03L型號(hào)的傳感器，該傳感器由英國(guó)的Capteur傳感器公司制造。該傳感器與丁烷起反應(yīng)。
這樣的傳感器15具有一個(gè)至少三年的使用壽命。為了能夠保證控制裝置5的較長(zhǎng)的使用壽命，人們能夠以未詳細(xì)描述的方式在電路板11上設(shè)置兩個(gè)或者多個(gè)傳感器，其中能夠設(shè)置一個(gè)選擇裝置，當(dāng)?shù)谝粋€(gè)不再發(fā)揮作用或者一個(gè)預(yù)定的壽命完成時(shí)，所述選擇裝置首先選擇一個(gè)還未使用的傳感器使其工作。當(dāng)然也能夠出于多余和安全的考慮，安裝多個(gè)同時(shí)工作的氣體傳感器。
圖2示意性地示出了一個(gè)電路系統(tǒng)，其中氣體傳感器15是一個(gè)分壓器電路的組成部分，該電路附加具有一個(gè)電阻R。分壓器17具有一個(gè)中間分支點(diǎn)18，該分支點(diǎn)與所述的微控制器16連接。取代一個(gè)微控制器，人們自然還能夠使用可實(shí)現(xiàn)相同作用的一個(gè)另外的電元件，例如一個(gè)專用集成電路(ASIC)。氣體傳感器15的電阻根據(jù)要監(jiān)視的氣體濃度而改變。微控制器16能夠容易地確定在中間分支點(diǎn)18處超過或者低于臨界電壓，并且在超過氣體濃度的情況下例如發(fā)出一個(gè)警報(bào)。為此，能夠在一個(gè)電子恒溫器處傳遞一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)通過一個(gè)顯示器或者一個(gè)脈沖式的發(fā)光二極管或者一種另外的光學(xué)的或者聲學(xué)的顯示器，促使人們注意到危險(xiǎn)的存在。
除此之外，微控制器16能夠在一個(gè)太高的氣體濃度下使得控制裝置5和壓縮機(jī)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)工作停止。
一種保險(xiǎn)裝置、例如上面提到的氣體安全裝置(Glassicherung)能夠因此被省去。所描述的電子件通常是可靠的。
通過使殼體6中的氣體傳感器15與控制裝置5的其余的元件一起設(shè)置，所以人們能夠使用一個(gè)相對(duì)便宜的外殼，該外殼例如只執(zhí)行安全規(guī)章IP20。因此一個(gè)密封地封閉的殼體不是必要的。在此人們假設(shè)，在不密封的情況下內(nèi)部空間8中的氣體濃度突然升高。更確切地說，氣體濃度將隨著時(shí)間增大，那么在內(nèi)部空間8中達(dá)到危險(xiǎn)氣體濃度之前，氣體的狀況通過氣體傳感器15獲知?？梢哉f殼體6具有附加的功能可將漏出的氣體收集并聚集起來，因此可以在相對(duì)小的漏出量時(shí)獲知漏出的氣體。如果人們想讓氣體簡(jiǎn)單地漏出到環(huán)境中，而不設(shè)置一個(gè)積聚空間，那就會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象即氣體濃度總是保持這樣小，人們實(shí)際上不能用合理的費(fèi)用獲知該濃度。
代替一個(gè)在內(nèi)部空間8中設(shè)置的傳感器15還可以將傳感器設(shè)置在殼體6的一個(gè)敞開的并且因此是透氣的部分中，其余的電子件、其中包括大功率半導(dǎo)體9安裝在一個(gè)氣密的空間中。因此通過大功率電子元件來防止氣體點(diǎn)燃的可靠性得到提高。這樣一種氣體傳感器19在圖1中示意地表示。所述傳感器19在發(fā)生故障的情況下可以方便地更換。
微控制器16構(gòu)成一個(gè)“相對(duì)智能的”電子件。它能夠在工作期間進(jìn)行一系列測(cè)試，并且進(jìn)行貯存(數(shù)據(jù)記錄)。因此能夠?qū)σ欢螘r(shí)間中氣體的損出進(jìn)行報(bào)告。因此還能夠?qū)χ评渲苽渲惺Ｓ嗟闹评鋭┑牧窟M(jìn)行報(bào)告。
權(quán)利要求
1.一種制冷介質(zhì)的壓縮機(jī)系統(tǒng)，該壓縮機(jī)系統(tǒng)帶有一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)與該壓縮機(jī)電連接的控制裝置和一個(gè)氣體傳感器，其特征在于，所述控制裝置(9-13)和氣體傳感器(15)設(shè)置在一個(gè)共同的殼體(6)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體(6)至少一部分是透氣的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于，所述殼體(6)具有一個(gè)透氣的區(qū)域和一個(gè)不透氣的區(qū)域，在透氣的區(qū)域中設(shè)置該氣體傳感器，在不透氣的區(qū)域中設(shè)置控制裝置(9-13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體傳感器(15)集成到控制裝置的一個(gè)電子電路(9-13，16)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，氣體傳感器(15)是一個(gè)分壓系統(tǒng)(17)的組成部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于，氣體傳感器(15)與一個(gè)微控制器(16)或者專用集成電路進(jìn)行連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其特征在于，微控制器(16)構(gòu)成一個(gè)計(jì)算貯存裝置，一個(gè)制冷介質(zhì)損失的時(shí)間變化可以由該裝置記錄。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)的系統(tǒng)，其特征在于，除氣體傳感器(15)之外還至少設(shè)置另一個(gè)氣體傳感器(19)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征在于，設(shè)置一個(gè)選擇裝置，該選擇裝置根據(jù)下面至少一種情況使用一個(gè)還未使用的氣體傳感器(15)a)一個(gè)被使用的氣體傳感器的一個(gè)預(yù)定的操作時(shí)間已經(jīng)期滿，或者b)一個(gè)被使用的氣體傳感器工作失效。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的系統(tǒng)，其特征在于，多個(gè)氣體傳感器(15、19)同時(shí)工作。
全文摘要
一種制冷介質(zhì)壓縮機(jī)系統(tǒng)(1)，該系統(tǒng)帶有一個(gè)壓縮機(jī)、一個(gè)與該壓縮機(jī)電連接的控制裝置(9－13，16)和一個(gè)氣體傳感器(15)。人們希望能夠使可靠性得到改善。為此，控制裝置(9－13)和氣體傳感器(15)設(shè)置在一個(gè)共同的殼體(6)中。
文檔編號(hào)F04B49/10GK1550671SQ200410059520
公開日2004年12月1日 申請(qǐng)日期2004年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月6日
發(fā)明者O·S·巴赫曼, O S 巴赫曼 申請(qǐng)人:丹福斯壓縮器有限公司