專利名稱：具有增壓壓縮機的直接驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及運輸制冷系統(tǒng)且更特定而言涉及在有效排量不足以遞送所需容量期間，諸如在行駛車輛怠速和低速操作期間，使直接驅(qū)動壓縮機容量暫時升高。
背景技術(shù)：
制冷車輛長期以來用于很多種應(yīng)用中，包括儲存和運輸易腐商品，特別是諸如水果和蔬菜的產(chǎn)品，以及其它易腐食品，包括加工和冷藏或冷凍的產(chǎn)品，諸如冰淇淋等。本發(fā)明設(shè)想到的制冷車輛包括(例如)卡車、卡車拖車和制冷貨車。在這樣的車輛中，常常利用車輛發(fā)動機通過直接驅(qū)動布置來驅(qū)動制冷壓縮機。當(dāng)以較高速操作時，如在高速公路上時，壓縮機速度通常足以提供充分容量給制冷系統(tǒng)。但是當(dāng)在怠速或以低速城市遞送條件下操作時，發(fā)動機速度和因此壓縮機速度充分減小以至于向該系統(tǒng)提供不充分的容量。此外，可選箱溫度的組合，較寬范圍的環(huán)境溫度和較寬的發(fā)動機速度變化，常常產(chǎn)生所需壓縮機容量與實際壓縮機容量之間的失配。解決這個問題的一種方案是利用電驅(qū)動變速壓縮機來代替直接驅(qū)動壓縮機，而電驅(qū)動變速壓縮機在操作上連接到發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機。盡管有效，但這種方案較為昂貴，因為發(fā)電機的成本相對較高。另外，這種方案需要高電需求，且交流電流必須轉(zhuǎn)換成直流電流且然后回到交流電流。因此使用這種方案是實質(zhì)的成本處罰。與下拉期間的直接驅(qū)動壓縮機相關(guān)聯(lián)的其它問題包括特別在箱較熱期間使壓縮機過載的那些問題。即，例如當(dāng)箱為100下時在下拉條件開始時，直接驅(qū)動壓縮機可易于過載且導(dǎo)致離合器故障或者另外造成停機，除非限制荷載。這通常利用壓縮機壓力調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)，壓縮機壓力調(diào)節(jié)器是用于減小從蒸發(fā)器到壓縮機的制冷劑流量的節(jié)流閥。因此在典型下拉操作循環(huán)下，在箱較熱時的初始階段，需要限制吸入壓力且壓縮機壓力調(diào)節(jié)器需要處于操作中。在下拉的隨后階段，當(dāng)箱中溫度已降低至諸如-20 °F的溫度時，那么吸入氣體的密度較低，導(dǎo)致直接驅(qū)動壓縮機容量不足以滿足這些需求。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，使電動變速增壓壓縮機與直接驅(qū)動壓縮機串聯(lián)操作以便在需要時升高直接驅(qū)動壓縮機的吸入壓力。應(yīng)當(dāng)指出的是在本發(fā)明的情形下，直接驅(qū)動壓縮機可經(jīng)由聯(lián)接件、皮帶、齒輪箱或通過某些其它機械手段連接到發(fā)動機。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，增壓壓縮機在需要時用作直接驅(qū)動壓縮機的壓力限制器從而可取消壓縮機壓力調(diào)節(jié)器。
在下文所描述的附圖中，描繪了優(yōu)選實施例，但在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可對優(yōu)選實施例做出各種其它修改和替代構(gòu)造。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的直接驅(qū)動壓縮機回路的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的直接驅(qū)動壓縮機回路的示意圖。
具體實施例方式在圖1中示出典型運輸制冷回路11，其以串行流動關(guān)系包括直接驅(qū)動壓縮機12、 冷凝器13、膨脹裝置14和蒸發(fā)器16。運輸車輛(未圖示)由具有驅(qū)動軸18的驅(qū)動發(fā)動機 17來驅(qū)動。驅(qū)動軸18由滑輪18和皮帶21連接以驅(qū)動該直接驅(qū)動壓縮機12。連接類似滑輪和皮帶M以驅(qū)動發(fā)電機23來產(chǎn)生電力給車輛上的各種構(gòu)件，諸如燈、電池、計量器等。應(yīng)了解當(dāng)驅(qū)動發(fā)動機在正常操作速度驅(qū)動該車輛時，諸如當(dāng)在高速公路上時，驅(qū)動軸18和因此直接驅(qū)動壓縮機12也將在相對較高速度操作。因此在那些條件下，通過制冷劑回路11的制冷劑流動足以滿足冷卻要求。但是當(dāng)驅(qū)動發(fā)動機17怠速或另外在低速操作時，冷卻要求可超過由制冷劑回路11遞送的冷卻容量。在此情況下，箱溫度將升高到高于所需水平，且取決于熱慣量和持續(xù)時間，可導(dǎo)致產(chǎn)品腐壞。在對該系統(tǒng)做出高容量需求期間，諸如當(dāng)箱剛被加載或?qū)⒁患虞d時下拉條件期間，且其中的溫度相對較熱，直接驅(qū)動壓縮機12可過載且由此導(dǎo)致壓縮機、離合器或皮帶損壞。這種情況甚至?xí)隍?qū)動發(fā)動機17較高速度下發(fā)生。在這些條件下，需要限制到直接驅(qū)動壓縮機12的制冷劑流量且這在傳統(tǒng)上由壓縮機壓力調(diào)節(jié)器M來實現(xiàn)。在實踐中發(fā)現(xiàn)這樣的調(diào)節(jié)閥是不準確的且不可靠的且通常必須以造成壓縮機、離合器或皮帶故障的風(fēng)險進行現(xiàn)場調(diào)整。根據(jù)本發(fā)明，制冷回路沈包括直接驅(qū)動壓縮機12、冷凝器13、膨脹裝置14和蒸發(fā)器16。另外，以與上文所述方式類似的方式由驅(qū)動發(fā)動機17驅(qū)動直接驅(qū)動壓縮機12。但是，為了滿足更高容量的需求，由變速馬達觀驅(qū)動的變速增壓壓縮機27設(shè)于回路沈中，如圖所示?？梢钥闯?，增壓壓縮機27將從來自蒸發(fā)器16的管線四進行吸入且排放給管線 31，管線31通往直接驅(qū)動壓縮機12的吸入口。以此方式，增壓壓縮機27與直接驅(qū)動壓縮機12成串行流動關(guān)系地進行操作以便調(diào)節(jié)系統(tǒng)沈的容量。變速驅(qū)動馬達觀從發(fā)電機23接收其電力且受到控制器32控制以在適當(dāng)速度操作來匹配系統(tǒng)要求。以此方式，增壓壓縮機速度可在高容量需求期間增加，增加在此壓縮機上的壓力上升。當(dāng)不再需要高容量時，控制器可通過操作關(guān)斷驅(qū)動馬達觀且允許增壓壓縮機根據(jù)氣體流量“自由旋輪(free wheel)”且允許直接驅(qū)動壓縮機12由自身操作。就此而言，應(yīng)認識到螺桿壓縮機或離心壓縮機將“自由旋輪”，而旋轉(zhuǎn)渦旋或往復(fù)式壓縮機將不會這樣，在此情況下，可需要在這些操作期間提供繞壓縮機的旁路。這種配置需要在附圖上示出且在權(quán)利要求中指出。除了如上文所述的增壓壓縮機27的優(yōu)點之外，應(yīng)認識到壓力調(diào)節(jié)器M可從該制冷回路取消。即，增壓壓縮機27將不僅提供增加直接驅(qū)動壓縮機12容量的功能而且也用于調(diào)節(jié)到直接驅(qū)動壓縮機12的制冷劑流量使得其不變得過載。這種調(diào)節(jié)將由增壓壓縮機在特定速度的動力操作來實現(xiàn)，該特定速度將在增壓壓縮機上提供壓降，這進而會降低從蒸發(fā)器到直接驅(qū)動壓縮機的壓力。以此方式，直接驅(qū)動壓縮機的壓力可限為預(yù)定所需水平。
盡管參考附圖所示的一個實施例特別地示出且描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)了解在不偏離如權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下可對該實施例做出各種細節(jié)變化。
權(quán)利要求
1.一種用于運輸制冷系統(tǒng)的蒸氣壓縮回路，該類型的運輸制冷系統(tǒng)具有成串行流動關(guān)系的冷凝器、膨脹裝置、蒸發(fā)器和壓縮機，其中所述壓縮機由發(fā)動機直接驅(qū)動，包括變速增壓壓縮機，其在操作上連接于所述制冷回路中在所述蒸發(fā)器與直接驅(qū)動壓縮機之間；以及，變速電馬達，其驅(qū)動地連接到所述增壓壓縮機且電連接到由所述發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣壓縮回路，其特征在于包括控制器，其根據(jù)所述系統(tǒng)的要求來操作所述電馬達以控制所述變速增壓壓縮機上的壓力變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的蒸氣壓縮回路，其特征在于，所述控制器可通過操作以相對于所述系統(tǒng)的容量需要來改變所述電馬達的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣壓縮回路，其特征在于包括旁通回路，用于在其不操作期間使制冷劑繞所述增壓壓縮機流動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸氣壓縮回路，其特征在于，所述控制器可通過操作以限制所述直接驅(qū)動壓縮機壓力為預(yù)定限度的速度操作所述增壓壓縮機。
6.一種操作用于運輸制冷系統(tǒng)的蒸氣壓縮回路的方法，該類型的運輸制冷系統(tǒng)具有成串行流動關(guān)系的冷凝器、膨脹裝置、蒸發(fā)器和壓縮機，其中所述壓縮機由發(fā)動機直接驅(qū)動， 包括以下步驟提供變速增壓壓縮機，其在操作上連接于所述制冷回路中在所述蒸發(fā)器與所述直接驅(qū)動壓縮機之間；以及提供電馬達，其驅(qū)動地連接到所述增壓壓縮機且電連接到由所述發(fā)動機驅(qū)動的發(fā)電機；以及，提供控制器用于操作所述電馬達和所述變速增壓壓縮機以在直接驅(qū)動壓縮機具有不足容量期間升高系統(tǒng)容量來滿足系統(tǒng)需要。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述控制器以與所述系統(tǒng)的容量需要成比例地改變所述電馬達的速度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于包括提供旁通回路的步驟用于在所述增壓壓縮機不操作期間使制冷劑繞所述增壓壓縮機流動。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于包括控制所述增壓壓縮機的速度的步驟， 使得所述直接驅(qū)動壓縮機的壓力不超過預(yù)定限度。
全文摘要
一種具有直接驅(qū)動壓縮機布置的運輸制冷系統(tǒng)具備變速電驅(qū)動增壓壓縮機，其與直接驅(qū)動壓縮機串聯(lián)地操作?？刂圃鰤簤嚎s機的速度以升高或降低系統(tǒng)容量。增壓壓縮機還用于在操作期間調(diào)節(jié)來自蒸發(fā)器的制冷劑流量，在此期間，直接驅(qū)動壓縮機原本可能會變得過載。
文檔編號B60P3/00GK102308064SQ201080006759
公開日2012年1月4日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月5日
發(fā)明者T. 潘奇克 R. 申請人:開利公司