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Dokumentenidentifikation DE60122103T2 12.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001219836
Titel Kompressor mit Auslassdruckregelung
Anmelder Carrier Corp., Syracuse, N.Y., US
Erfinder Yang, George, Fort Wayne, Indiana 46804, US;
Branson, Michael, Noblesville, Indiana 46060, US
Vertreter Klunker, Schmitt-Nilson, Hirsch, 80797 München
DE-Aktenzeichen 60122103
Vertragsstaaten BE, DE, DK, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.12.2001
EP-Aktenzeichen 013103825
EP-Offenlegungsdatum 03.07.2002
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse F04C 18/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F04C 28/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   F04C 28/28(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf einen elektronischen Schalter für das Stoppen eines Kompressormotors, falls bestimmte Druckzustände nicht eingehalten werden.

Kompressoren werden typischerweise durch einen elektrischen Motor angetrieben, um ein Fluid wie zum Beispiel ein Kältemittel zu komprimieren, und um dieses Fluid zu einer nachgeschalteten Verwendung zu befördern. In einem Kältemittelkompressor wird das komprimierte Kältemittel typischerweise in einen Kältemittelkreislauf geführt.

In einem Kältemittelkompressor existieren viele potenzielle Belange, die auftreten können. Als ein Beispiel sei genannt, dass das Kältemittel als Folge einer Anzahl von Zuständen unter zu hohem Druck stehen kann. Aus diesem Grund wurden typischerweise Drucksensoren irgendwo in der Nähe des Austrittsbereichs des Kompressors vorgesehen, um den Austrittsdruck zu überwachen. Falls der Austrittsdruck einen vorbestimmten Wert überschreitet, kann der Kompressormotor gestoppt werden. Typischerweise haben diese Drucksensoren mechanische Elemente beinhaltet, die gegen eine Federkraft, etc. bewegt werden, um einen Abschaltungsschalter zu öffnen.

Während ein mechanischer Schalter relativ kostengünstig ist, ist er nicht so zuverlässig, wie es gewünscht würde. Aus diesem Grund würde ein zuverlässigerer Sicherheitsschalter mit ausfallsicheren Merkmalen wünschenswert sein.

Der Japanische Patent Abstract JP57 124090, gegenüber welchem der unabhängige Anspruch abgegrenzt ist, offenbart einen Drucksensor, der einen Druck in einem rotatorischen Kompressor erfasst und die rotatorische Geschwindigkeit des Kompressors abhängig von dem erfassten Druck einstellt.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Kompressorsystem bereit, wie in Anspruch 1 beansprucht.

In der offenbarten Ausführungsform dieser Erfindung kommuniziert ein Drucksensor mit einer elektronischen Steuerung, um ein Signal zu einem Schalter zu senden, um den Betrieb eines Kompressormotors zu stoppen, falls ein erfasster Druck außerhalb eines akzeptablen Bereichs sein sollte. Am meisten bevorzugt ist es, wenn der Drucksensor einen Austrittsdruck erfasst, wobei der Zustand, welcher außerhalb des akzeptablen Bereichs ist, typischerweise ein übermäßig hoher Austrittsdruck sein würde.

In der offenbarten Ausführungsform erhält eine Mikroprozessor-basierte Steuerung ein Spannungssignal von einem Drucksensor, welches auf den Kompressoraustrittsdruck bezogen ist. Typischerweise ist ein Messumformer in dem elektronischen Drucksensor enthalten, sodass der Druck in einen entsprechenden Spannungswert übertragen wird. Der Spannungswert wird durch die Mikroprozessor-basierte Steuerung erfasst. Falls der Spannungswert anzeigt, dass der Druck einen bestimmten festgelegten hohen Druck übersteigt, wird ein Signal an einen ersten Schalter gesendet, um den Betrieb des Kompressors zu stoppen. Am meisten bevorzugt ist es, wenn der Kompressor durch Öffnen eines Relais gestoppt wird, welches Teil der Kompressormotorsteuerung ist.

Solch ein System verfügt über Vorteile verglichen mit dem Stand der Technik. Jedoch würde es mit solch einem elektronisch gesteuerten System immer noch wünschenswert sein, einen ausfallsicheren Modus zu beinhalten, um einen ordnungsgemäßen Betrieb der elektronischen Steuerung sicherzustellen. Deshalb wird in einer meist bevorzugten Ausführungsform das Signal von dem Drucksensor, welches bevorzugt ein Spannungssignal ist, zu einer Vergleichsschaltung gesendet. Die Vergleichsschaltung sendet ein Signal zu einem zweiten Schalter. Falls die Vergleichsschaltung erfasst, dass das Druckspannungssignal geringer oder größer ist als vorbestimmte Grenzwerte, wird das Relais im offenen Zustand belassen. Der Kompressormotor wird wiederum in seinem Betrieb gestoppt. Auf diese Weise wird dieser ausfallsichere Teil der Schaltung den Betrieb des Motors stoppen, falls der Mikroprozessor oder Drucksensor ausfällt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Schalter, welcher mit der Mikroprozessor-basierten Steuerung kommuniziert, ein Triac. Der zweite Schalter ist vorzugsweise ein Ausgangsrelais. Das zweite Schaltrelais ist vorzugsweise in Reihe mit dem Triac und wird durch die Vergleichsschaltung gesteuert. Die Vergleichsschaltung ist bevorzugt eine Bandbreiten-Vergleichsschaltung.

Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung können am besten an Hand der folgenden Spezifikation und Zeichnungen nachvollzogen werden, wobei das Folgende eine kurze Beschreibung ist.

Es wird nun eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nur beispielhaft mit Bezug auf die einzige Figur beschrieben, welche eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Steuerung eines Kompressormotors ist.

Wie in 1 dargestellt, beinhaltet ein Kompressor 20 eine Pumpeneinheit 22, die durch einen Motor 24 angetrieben wird. Ein Motorrelais 26 kann deaktiviert werden, um den Betrieb des Kompressormotors 24 durch eine Sicherheitsschaltung 28 zu stoppen. Die Pumpeinheit 22 ist als ein Schraubenkompressor dargestellt, jedoch erstreckt sich diese Erfindung auf jeden Kompressortyp. In einer beschriebenen Ausführungsform ist eine AC-Energiequelle 30 Teil der Schaltung 28 und versorgt einen ersten Schalter 32 mit Energie. Der erste Schalter 32 ist vorzugsweise ein Triac, der eine Eingabe von der AC-Energiequelle 30 und eine zweite Eingabe von einem Mikroprozessor 34 erhält, wie es unten beschrieben werden wird. Die Ausgabe des Triac erstreckt sich auf einem zweiten Schalter 36. Der Schalter 36 ist vorzugsweise ein Relais, welches Leistung an das Motorrelais 26 überträgt. Wie dargestellt, erhält eine Vergleichsschaltung 40 zwei Eingaben 42 und 44. Die Eingabe 42 vergleicht eine Spannung von einem Drucksensor VP mit dem maximalen Wert. Falls VP den Wert V max überschreitet, wird ein Signal an ein ODER-Gatter 45 gesendet. Die zweite Eingabe 44 der Schaltung vergleicht VP mit einem minimalen Wert. Falls der Wert VP geringer ist als der Wert V minimum, wird ein zweites Signal an das ODER-Gatter 45 gesendet. Falls die Ausgabe des Gatters 45 derart ist, dass entweder 42 oder 44 ein Problem anzeigen, öffnet der Relaisschalter 36 das Relais 26. Der Effekt der kombinierten Schaltung 40 ist sicherzustellen, dass der Wert VP wenigstens gleich einem minimalen Wert ist und geringer ist als ein maximaler Wert.

Der Wert VP wird außerdem zu dem Mikroprozessor 34 gesendet. In dem Mikroprozessor 34 wird der Wert V mit einem Systemzustand verglichen, und es wird ein Signal zu dem Triac 26 gesendet, falls der Wert VP ein vorbestimmtes Maximum überschreitet. Das durch den Mikroprozessor vorbestimmte Maximum ist typischerweise geringer als der Wert V max. Der Abschnitt 40 der Schaltung ist als eine ausfallsichere Komponente beabsichtigt, um sicherzustellen, dass der Drucksensor 50 und die Mikroprozessor-basierte Steuerung ordnungsgemäß arbeiten. Falls der Wert VP nicht innerhalb des Bereiches der Vergleichsschaltung 40 ist, und der Mikroprozessor noch nicht den Betrieb des Motors durch den Triac 32 gestoppt hat, ist ein Hinweis vorhanden, dass entweder der Drucksensor 50 oder die Mikroprozessorsteuerung selbst ausgefallen ist. Deshalb wird die Vergleichsschaltung 40 in ihrem Betrieb den Kompressor stoppen.

Der Drucksensor 50 kann ausgeführt sein, wie bekannt, und ist an dem Ausgang 52 der Kompressorpumpeneinheit 22 dargestellt. Typischerweise erfasst der Drucksensor den Druck und formt diesen Druck in eine Spannung um, welche bezogen auf den Druck ist.

Die vorliegende Erfindung offenbart eine kostengünstige, effektive, ausfallsichere Auslegung für das Einschließen von elektronischen Steuerungen in einem Kompressordrucksensor. Ein Fachmann würde erkennen, wie die besondere Software und Hardware vorzusehen ist. Es ist nicht die Auslegung eines der Komponenten, die hier als erfinderisch angesehen wird, vielmehr ist die Kombination der Komponenten, um die Vorteile zu erreichen, wie in den folgenden Ansprüchen ausgeführt, erfinderisch. Außerdem würde ein Fachmann erkennen, dass viele Modifikationen innerhalb des Bereichs dieser Erfindung vorhanden sind. Aus diesem Grund sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Schutzbereich und Inhalt dieser Erfindung zu bestimmen.


Anspruch[de]
Kompressor (20), aufweisend:

eine Pumpeneinheit (22);

einen Motor (24) zum Antreiben der Pumpeneinheit; und

eine Schaltschaltung (28) zum Stoppen des Motorbetriebs, wobei die Schaltschaltung von einem Drucksensor (50) ein elektrisches Signal erhält, welches einen von dem Drucksensor (50) erfassten Austrittsdruck angibt;

dadurch gekennzeichnet, dass:

die Schaltschaltung eine Mikroprozessorsteuerung mit einem Mikroprozessor (34) und eine Vergleichsschaltung (40) aufweist;

der Ausgang des Mikroprozessors (34) derart betreibbar ist, dass er den Betrieb des Motors (24) stoppt, wenn das elektrische Signal einen Austrittsdruck anzeigt, der höher als ein voreingestelltes Maximum ist; und

der Ausgang der Vergleichsschaltung (40) derart betreibbar ist, dass er den Betrieb des Motors (24) stoppt, wenn das elektrische Signal einen Hinweis auf ein Problem in der Mikroprozessorsteuerung oder in dem Drucksensor gibt.
Kompressor nach Anspruch 1, wobei die Schaltschaltung einen ersten Schalter (32) aufweist, der ein Signal von dem das elektrische Signal wertenden Mikroprozessor (34) erhält, wobei der erste Schalter (32) öffnet, falls das elektrische Signal auf einen vorbestimmten hohen Druck hinweist. Kompressor nach Anspruch 2, wobei die Vergleichsschaltung (40) eine Spannung von dem elektrischen Signal überwacht, um sicherzustellen, dass das elektrische Signal auf einen ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltung hinweist, und wobei die Vergleichsschaltung (40) dazu in der Lage ist, einen zweiten Schalter zu öffnen und den Betrieb des Motors (24) zu stoppen, falls die Spannung ein Problem in der Mikroprozessorsteuerung oder in dem Drucksensor anzeigt. Kompressor nach Anspruch 3, wobei die Vergleichsschaltung (40) sowohl einen Maximalwert als auch einen Minimalwert für das elektrische Signal enthält und die Vergleichsschaltung (40) den Betrieb des Kompressormotors (24) stoppt, wenn entweder der Minimumwert oder der Maximalwert überschritten werden. Kompressor nach Anspruch 3 oder 4, wobei der zweite Schalter (30) ein Relais ist. Kompressor nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der erste Schalter (32) ein Triac-Schalter ist. Kompressor nach Anspruch 6, wobei der Mikroprozessor (34) das elektrische Signal empfängt, der Mikroprozessor (34) das elektrische Signal mit einem Maximumsignal vergleicht, der Mikroprozessor (34) ein Signal zum Öffnen des Triac-Schalters (32) sendet, falls das elektrische Signal auf einen übermäßig hohen Druck hinweist; und die Vergleichsschaltung (40) das elektrische Signal zum Stoppen des Betriebs des Motors (24) vergleicht, wenn das elektrische Signal außerhalb eines vorbestimmten Wertebereichs liegt.






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