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Dokumentenidentifikation DE102004033862B4 23.10.2008
Titel Maschine, die als Expansions- und Kompressionsmaschine dient
Anmelder Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya, Aichi, JP
Erfinder Yamanouchi, Akihito, Kariya, Aichi, JP;
Kawaguchi, Masahiro, Kariya, Aichi, JP;
Iguchi, Masao, Kariya, Aichi, JP;
Wang, Xiaoliang, Kariya, Aichi, JP;
Umemura, Satoshi, Kariya, Aichi, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Anmeldedatum 13.07.2004
DE-Aktenzeichen 102004033862
Offenlegungstag 17.03.2005
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 23.10.2008
Veröffentlichungstag im Patentblatt 23.10.2008
IPC-Hauptklasse F04C 18/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F01C 1/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F25B 1/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F25B 31/02(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   F01K 25/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine, die als eine Expansionsmaschine und als eine Kompressionsmaschine dient.

Es wurde vorgeschlagen, dass eine Kühlmittel-Kompressionsmaschine in einem Klimatisierungskreislauf als eine Expansionsmaschine verwendet wird, um einen Rankine-Kreislauf auszubilden (siehe die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung Nr. 6-159013). Der Aufbau einer Maschine, die als eine Expansions- und Kompressionsmaschine dient, ist in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 6-159013 nicht detailliert beschrieben. Jedoch ist einfach anzunehmen, dass eine Maschine der Schneckenbauart, die in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 5-296163 offenbart ist, als Maschine verwendet werden kann, die als Expansionsmaschine und als Kompressionsmaschine dient.

Gemäß DE 19532037 C1 ist eine Pumpe bzw. Verdichter bekannt, der ohne eine Drehrichtungsumkehr des Motors von einem Druckbetrieb in eine Saugbetrieb geschaltet werden kann. Durch eine Doppelfunktion der Ventile ist es möglich, eine kompakte Konstruktion zu verwirklichen.

Wenn die vorstehend genannte Maschine der Spiral- oder Schneckenbauart als eine Kompressionsmaschine arbeitet, wird eine Arbeitskammer, die durch ein bewegbares und ein feststehendes Spiral- oder Schneckenelement definiert wird, von einer Außenperipherie zu einem Zentrum bewegt, während sie sich durch die Kreisbewegung des bewegbaren Schneckenelements bezüglich des feststehenden Schneckenelements im Volumen verringert. Folglich wird Kühlmittelgas in der Arbeitskammer komprimiert. Das Hochdruck-Kühlmittelgas in der Arbeitskammer am Zentrum wird über eine Mündung, die in dem feststehenden Schneckenelement ausgebildet ist, zur Hochdruckkammer ausgestoßen und strömt dann aus der Hochdruckkammer zu einem externen Kreislauf. Wenn die vorstehende Fluidmaschine bzw. Maschine der Schneckenbauart als Expansionsmaschine arbeitet, wird das Hochdruck-Kühlmittelgas, welches von dem externen Kühlkreislauf in die Hochdruckkammer eingeleitet wird, über die Mündung in die Arbeitskammer am Zentrum eingeleitet. Dann wird die Betriebskammer am Zentrum zur Außenperipherie bewegt, während sie sich durch Expansion des Kühlmittelgases im Volumen vergrößert. Somit bewegt sich das bewegbare Schneckenelement auf einer Kreisbahn relativ zum feststehenden Schneckenelement, so dass eine Antriebskraft erzeugt wird.

Wenn die vorstehende Fluidmaschine der Schneckenbauart entweder als Kompressionsmaschine oder als Expansionsmaschine arbeitet, strömt das Kühlmittelgas zwischen der Arbeitskammer am Zentrum und der Hochddruckkammer über die gemeinsame Mündung.

Die Mündung ist regelmäßig mit der Hochdruckkammer in der vorstehenden Fluidmaschine verbunden. Wenn somit die vorstehende Fluidmaschine als Kompressionsmaschine arbeitet, entspricht die Zeitsteuerung, wann das druckbeaufschlagte Kühlmittelgas in der Arbeitskammer am Zentrum in die Hochdruckkammer ausgestoßen wird, der Zeitsteuerung zu der die Hochdruckkammer mit der Mündung verbunden ist. Das heißt, die Zeitsteuerung ist immer konstant.

Jedoch variiert eine geeignete Zeitsteuerung zu der das Kühlmittelgas in der Betriebskammer am Zentrum in die Hochdruckkammer ausgestoßen wird, entsprechend einem Betriebszustand der Kompressionsmaschine, wie beispielsweise einer Drehzahl (einer Umlaufgeschwindigkeit des bewegbaren Schneckenelements) und dem Ansaugdruck. Folglich wird in dem Aufbau, in dem das druckbeaufschlagte Kühlmittelgas bei einer konstanten Zeitsteuerung von der Arbeitskammer in die Hochdruckkammer ausgestoßen wird, das Kühlmittelgas nicht auf einen vorherbestimmten Druck druckbeaufschlagt, wenn der Ansaugdruck niedrig ist. Deshalb entsteht das Problem, dass das Kühlmittelgas von der Hochdruckkammer zur Betriebskammer zurückströmt und die Effektivität verringert wird.

Um solch ein Problem zu lösen, ist ein Ausstoßventil zum Öffnen und Schließen der Mündung in der Fluidmaschine vorgesehen, welche nur als Kompressionsmaschine arbeitet. Das Ausstoßventil dient als ein Differenzdruckventil (z. B. ein Zungenventil), das die Mündung entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Arbeitskammer, der in der Richtung zum Öffnen der Mündung wirkt und dem Druck in der Hochdruckkammer, der in der Richtung zum Schließen der Mündung wirkt, öffnet und schließt.

Wenn jedoch das Ausstoßventil, das als Differenzdruckventil dient, in der Fluidmaschine verwendet wird, die als Kompressions- und Expansionsmaschine dient, blockiert das Ausstoßventil die Strömung des Kühlmittelgases von der Hochdruckkammer zur Arbeitskammer beim Fungieren als Expansionsmaschine. Somit entsteht das Problem, dass die Fluidmaschine eigentlich nicht als Expansionsmaschine dient. Außerdem entsteht das ähnliche Problem in Maschinen anderer Bauarten, wie beispielsweise Maschinen der Flügel- oder Kolbenbauart, zusätzlich zur Maschine der Schneckenbauart.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung stellt eine Fluidmaschine bereit, die als Expansions- und Kompressionsmaschine dient, welche druckbeaufschlagtes Gas von einer Betriebskammer zu einer Hochdruckkammer ausstößt, wenn sie als Kompressionsmaschine arbeitet. Gemäß der vorliegenden Erfindung dient eine Fluidmaschine als Expansions- und Kompressionsmaschine. Die Fluidmaschine druckbeaufschlagt Gas in einer Betriebskammer, wenn sie als Kompressionsmaschine arbeitet. Die Fluidmaschine dehnt Gas in der Betriebskammer aus, wenn sie als Expansionsmaschine arbeitet. Die Fluidmaschine hat ein bewegbares Ausstoßventil, das als Differenzdruckventil dient, das Gas von der Betriebskammer ausstößt, wenn die Fluidmaschine als Kompressionsmaschine arbeitet. Das Ausstoßventil wird in eine Nicht-Betriebsposition bewegt, in der das Ausstoßventil nicht als Differenzdruckventil arbeitet, wenn die Fluidmaschine als Expansionsmaschine arbeitet.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, von denen ausgegangen wird, dass sie neu sind, sind insbesondere in den beigefügten Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der momentan bevorzugten Ausführungsbeispiele zusammen mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen folgendes dargestellt ist:

1 ist eine Längs-Schnittdarstellung der Fluidmaschine, die als Expansionsmaschine und als Kompressionsmaschine dient, wenn sie als Kompressionsmaschine gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dient;

2 ist eine Längs-Schnittdarstellung der Fluidmaschine, wenn sie als Expansionsmaschine gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet;

3 ist eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung einer Fluidmaschine, die als Expansionsmaschine und als Kompressionsmaschine dient, wenn sie als Kompressionsmaschine gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet;

4 ist eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung der Fluidmaschine, wenn sie als Expansionsmaschine gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet; und

5 ist eine vergrößerte Teil-Schnittdarstellung einer Fluidmaschine, die als eine Expansionsmaschine und als eine Kompressionsmaschine dient, wenn sie als Kompressionsmaschine gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung arbeitet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im folgenden wird das erste und zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. In dem ersten und zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die vorliegende Erfindung bei einer Fluidmaschine verwendet, die als Expansionsmaschine und als Kompressionsmaschine dient. In einem Klimatisierungskreislauf, der in einer Klimaanlage eines Fahrzeugs vorgesehen ist, fungiert die Fluidmaschine als Kompressionsmaschine. In einem Rankine-Kreislauf zum Sammeln von Antriebsleistung von der Abgaswärme eines Motors (einem Verbrennungsmotor), fungiert die Fluidmaschine als Expansionsmaschine.

Nun wird das erste bevorzugte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. Es ist zu beachten, dass die linke und rechte Seite der Zeichnungen jeweils der Vorder- und Rückseite einer Fluidmaschine 11 entspricht, welche in den 1 und 2 als Expansions- und Kompressionsmaschine dient. Wie in 1 dargestellt, enthält ein Klimatisierungskreislauf 10 der Dampfkompressionsbauart die Fluidmaschine 1, die als Kompressionsmaschine fungiert. Die Fluidmaschine 11 hat eine Hochdruckkammer 12, die über ein Rohr 13 mit dem Einlass eines Kühlers 14 verbunden ist. Der Kühler 14 ist in dem Motorraum des Fahrzeugs angeordnet und ist Außenluft ausgesetzt. Hochdruck-Kühlmittelgas mit einer hohen Temperatur strömt aus der Hochdruckkammer 12 der Fluidmaschine 11 über das Rohr 13 in den Kühler 14. Dann wird Kühlmittelgas in dem Kühler 14 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft gekühlt, so dass das Kühlmittelgas kondensiert und verflüssigt wird.

Der Auslass des Kühlers 14 ist über ein Rohr 15 mit dem Einlass eines Verdampfers 16 verbunden. Ein Expansionsventil 17 ist an dem Rohr 15 angeordnet, um bei dem flüssigen Kühlmittel von dem Kühler 14 den Druck herabzusetzen.

Der Verdampfer 16 ist an einem Luftkanal (nicht dargestellt) angeordnet, der sich zum Fahrzeuginnenraum erstreckt. Das flüssige Kühlmittel, dessen Druck am Expansionsventil 17 herabgesetzt wird, wird am Verdampfer 16 durch Wärmeaustausch mit der Außenluft, die zum Fahrzeuginnenraum strömt, erwärmt und verdampft, wodurch es zum Niedrigdruck-Kühlmittelgas wird. Der Auslass des Verdampfers 16 ist über ein Rohr 19 mit einer Niedrigdruckkammer 18 der Fluidmaschine 11 verbunden. Somit saugt die Fluidmaschine 11 das Niedrigdruck-Kühlmittelgas, das vom Verdampfer 16 eingeleitet wird, in die Niedrigdruckkammer 18, druckbeaufschlagt es und stößt es in die Hochdruckkammer 12 aus. Das Hochdruck-Kühlmittelgas, dass von der Hochdruckkammer 12 der Fluidmaschine 11 ausströmt, wird zum Kühler 14 befördert, dann wird der vorstehend beschriebene Klimatisierungskreislauf 10 wiederholt.

Unter Bezugnahme auf 2 wird ein Rankine-Kreislauf 20 durch Verwenden eines Teils der Kreislaufschaltung des Klimatisierungskreislaufs 10 (siehe 1) in dem Fahrzeug verwendet. Der Rankine-Kreislauf 20 enthält die Fluidmaschine 11, die als Expansionsmaschine fungiert. Die Niedrigdruckkammer 18 der Fluidmaschine 11 ist über ein Rohr 21 mit dem Einlass des Kühlers 14 verbunden. Das Kühlmittelgas, das ausgedehnt und dessen Druck herabgesetzt wurde, strömt aus der Niedrigdruckkammer 18 der Fluidmaschine 11 über das Rohr 21 in den Kühler 14. Dann wird das Kühlmittelgas an dem Kühler 14 kondensiert und verflüssigt.

Der Auslass der Kühlers 14 ist über ein Rohr 23 mit dem Einlass einer Pumpe verbunden. Der Auslass der Pumpe 22, der einer Ausstoßseite entspricht, ist über ein Rohr 25 mit dem Einlass einer Wärmesenke 24a verbunden, die in einem Erhitzer 24 vorgesehen ist. Die Pumpe 22 druckbeaufschlagt das flüssige Kühlmittel und fördert es von dem Kühler 14 zur Wärmesenke 24a des Erhitzers 24.

Kühlwasser, welches durch Kühlen eines Motors E erhitzt wird, wird an einen Motorkühler 24b des Erhitzers 24 geschickt. Das flüssige Kühlmittel wird an der Wärmesenke 24a durch Wärmeaustausch mit dem erhitzten Kühlwasser erhitzt, wodurch es zum Hochdruck-Kühlmittelgas mit hoher Temperatur wird. Der Auslass der Wärmesenke 24a ist über ein Rohr 26 mit der Hochdruckkammer 12 der Fluidmaschine 11 verbunden. Das Hochdruck-Kühlmittelgas strömt von der Wärmesenke 24a über das Rohr 26 in die Hochdruckkammer 12 der Fluidmaschine 11. Die Fluidmaschine 11 erzeugt Antriebsleistung durch adiabatische Ausdehnung des Hochdruck-Kühlmittelgases, welches in die Fluidmaschine 11 strömt. Das Kühlmittelgas, welches an der Fluidmaschine 11 ausgedehnt und dessen Druck herabgesetzt wurde, wird von der Niedrigdruckkammer 18 über das Rohr 21 zum Kühler 14 gefördert. Dann wird der vorstehend beschriebene Rankine-Kreislauf 20 wiederholt.

Wie vorstehend beschrieben, teilen sich in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Klimatisierungskreislauf 10 und der Rankine-Kreislauf 20 die Fluidmaschine 11 und den Kühler 14. Obwohl nicht dargestellt, ist auch ein Kreislauf-Umschaltmechanismus, wie beispielsweise ein Strömungsbahn-Umschaltventil vorgesehen, welches die Strömungsbahn des Kühlmittels zwischen dem Zustand aus 1 (Klimatisierungskreislauf 10) und dem Zustand aus 2 (Rankine-Kreislauf 20) umschaltet, um sich die Fluidmaschine 11 und den Kühler 14 zu teilen. Somit teilen sich jeweils Teile der Rohre 13, 15, 19, 21, 23, 25 und 26 mit unterschiedlichen Bezugsnummern einen Teil oder das gesamtes Rohr, welches nicht dargestellt ist.

Bezug nehmend auf 1 enthält die Fluidmaschine 11 einen Motor-Generator 32 und einen Kompressions- und Expansionsmechanismus 33, welcher in einem Gehäuse 31 der Fluidmaschine 11 untergebracht sind. Die Fluidmaschine 11 enthält außerdem einen Leistungsübertragungsmechanismus PT, der außerhalb des Gehäuses 31 vorgesehen ist. Der Leistungsübertragungsmechanismus PT ist in der Leistungsübertragungsbahn zwischen dem Motor E als externe Antriebsquelle und dem Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 angeordnet. Der Leistungsübertragungsmechanismus PT hat eine Elektromagnet-Kupplung 34. Wenn die Elektromagnet-Kupplung 34 eingeschaltet ist, überträgt der Leistungsübertragungsmechanismus PT Antriebsleistung von dem Motor E zum Kompressions- und Expansionsmechanismus 33. Wenn andererseits die Elektromagnet-Kupplung 34 ausgeschaltet ist, sperrt der Leistungsübertragungsmechanismus PT die Antriebsleistung von dem Motor E zum Kompressions- und Expansionsmechanismus 33.

Der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 ist von der Schneckenbauart. Wenn der Klimatisierungskreislauf 10 geschaltet ist, arbeitet der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 als ein Kompressionsmechanismus, der das Niedrigdruck-Kühlmittelgas von dem Verdampfer 16ansaugt und dieses komprimiert. Wenn der Rankine-Kreislauf 20 (siehe 2) geschaltet ist, arbeitet der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 als ein Expansionsmechanismus, der Antriebsleistung durch Expansion von Hochdruck-Kühlmittelgas erzeugt, welches in den Erhitzer 24 strömt. Wenn indessen der Klimatisierungskreislauf 10 geschaltet ist, arbeitet der Motor-Generator 32 als ein Elektromotor, der den Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 antreibt. Wenn der Rankine-Kreislauf 20 geschaltet ist, arbeitet der Motor-Generator 32 als ein Generator, der durch den Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 angetrieben wird, um elektrische Leistung zu erzeugen.

Wenn der Klimatisierungskreislauf 10 geschaltet ist, wird die Fluidmaschine 11 wahlweise durch die Antriebsleistung vom Motor E über den Übertragungsmechanismus PT und die Antriebsleistung von dem Motor-Generator 32 angetrieben. Da der Motor-Generator 32, der in der Lage ist, als Elektromotor zu fungieren, in der Fluidmaschine 11 vorgesehen ist, wird selbst in einem Stoppzustand des Motors E Luftklimatisierung (Kühlung) ausgeführt. Daher ist der Klimatisierungskreislauf 10 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels geeignet für ein Leerlauf-Stoppfahrzeug und ein Hybridfahrzeug (ein Fahrzeug, welches wahlweise den Motor E oder einen Elektromotor als Antriebsquelle zum Fortbewegen des Fahrzeugs auswählt), in dem der Motor E manchmal und automatisch angehalten wird.

Wenn der Klimatisierungskreislauf 10 geschaltet ist, und die Fluidmaschine 11 nur durch den Motor-Generator 32 angetrieben wird, wird die Elektromagnet-Kupplung 34 abgeschaltet. Wenn außerdem der Rankine-Kreislauf 20 geschaltet ist, wird die Elektromagnet-Kupplung 34 abgeschaltet (siehe 2).

Das Gehäuse 31 enthält ein erstes Gehäuseelement 31a und ein zweites Gehäuseelement 31b. Das erste Gehäuseelement 31a hat im wesentlichen eine zylindrische Form mit einem Boden, welcher der Vorderseite (die linke Seite in den 1 und 2) der Fluidmaschine 11 entspricht. Das zweite Gehäuseelement 31b ist an das erste Gehäuseelement 31a fixiert. Eine Welle 35 ist drehbar in dem Gehäuse 31 angeordnet. Ein Durchgangsloch 36 erstreckt sich durch das Zentrum des Bodens des ersten Gehäuseelements 31a. Der vordere Endabschnitt der Welle 35 ist durch das Durchgangsloch 36 hindurchgeführt und wird drehbar durch das Gehäuse 31 durch ein Lager 37 in dem Durchgangsloch 36 gelagert.

Ein Wellenunterstützungselement 38 ist an der Hinterseite des ersten Gehäuseelements 31a in dem Gehäuse 31 fixiert und hat ein Durchgangsloch 38a, welches sich durch das Zentrum des Wellenunterstützungselements 38 erstreckt. Der hintere Endabschnitt der Welle 35 wird durch das Durchgangsloch 38a eingefügt und durch das Wellenunterstützungselement 38 über ein Lager 39 in dem Durchgangsloch 38a drehbar gelagert.

Ein Rotor 32a des Motor-Generatos 32 wird drehbar an die Welle 35 in dem Gehäuse 31 fixiert. Ein Stator 32b, der den Motor-Generator 32 bildet, ist fest an der inneren Peripheriefläche des Gehäuses 31 angeordnet, so dass er den Rotor 32a umgibt. Der Stator 32b hat einen Statorkern 41 und eine Spule 40, die um den Statorkern 41 gewickelt ist. Der Motor-Generator 32 fungiert als Elektromotor, der den Rotor durch Zuführen von elektrischer Leistung zur Spule 40 dreht und als Generator, der elektrische Leistung an der Spule 40 erzeugt, indem der Rotor 32a drehbar angetrieben wird.

Ein feststehendes Schneckenelement 42 ist fest am Öffnungsendabschnitt des ersten Gehäuseelements 31a in dem Gehäuse 31 untergebracht. Das feststehende Schneckelement 42 hat eine feststehende Basisplatte 42a in einer Scheibenform, eine zylindrische Außenperipheriewand 42b, die sich von der Außenperipherie der feststehenden Basisplatte 42a erstreckt und eine feststehende Spiralwand 42c die sich von der feststehenden Basisplatte 42a innerhalb der Außenperipheriewand 42b erstreckt. Das Vorderende der Außenperipheriewand 42b des feststehenden Schneckelements 42 berührt die Hinterfläche des Wellenunterstützungselements 38.

Eine Kurbelwelle 43 ist am Hinterende der Welle 35 vorgesehen und von der Drehachse L der Welle 35 außermittig versetzt. Eine Buchse 44 ist fest auf die Kurbelwelle 43 gepasst. Ein bewegbares Schneckelement 45 wird durch die Buchse 44 über ein Lager 59 unterstützt, so dass es relativ zur Welle 35 dreht und dem feststehenden Schneckenelement 42 zugewandt ist. Das bewegbare Schneckelement 45 hat eine bewegbare Basisplatte 45a in einer Scheibenform und eine bewegbare Spiralwand 45b, die sich von der Basisplatte 45a hin zum feststehenden Schneckenelement 42 erstreckt.

Die feststehende Spiralwand 42c des feststehenden Schneckelements 42 ist in Eingriff mit der bewegbaren Spiralwand 45b des bewegbaren Schneckenelements 45, und die vorderen Endflächen der feststehenden Spiralwand 42c und die bewegbare Spiralwand 45b berühren jeweils die bewegbare Basisplatte 45a des bewegbaren Schneckenelements 45 und die feststehende Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42. Somit werden Betriebskammern 46 durch die feststehende Basisplatte 42a und die feststehende Spiralwand 42c des feststehenden Schneckenelements 42 und die bewegbare Basisplatte 45a und die bewegbare Spiralwand 45b des bewegbaren Schneckenelements 45 definiert.

Wenn der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 als Kompressionsmechanismus fungiert, wird die Betriebskammer 46 von der Außenperipherie des feststehenden Schneckenelements 42 zum Zentrum des feststehenden Schneckenelements 42 bewegt, während sie durch die Kreisbewegung des bewegbaren Schneckenelements 45 relativ zum feststehenden Schneckenelement 32, basierend auf der Drehung der Welle 35 in einer Richtung, ihr Volumen verringert. Somit wird das Kühlmittelgas in der Betriebskammer 46 druckbeaufschlagt. Wenn außerdem der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 als Expansionsmechanismus fungiert, wird die Betriebskammer 46 am Zentrum des feststehenden Schneckenelements 42 zur Außenperipherie des feststehenden Schneckenelements 42 bewegt, während sie sich durch Ausdehnen des Kühlmittelgases im Volumen vergrößert. Somit bewegt sich das bewegbare Schneckenelement 45 auf einer Kreisbahn relativ zum feststehenden Schneckenelement 42 und die Welle 35 dreht in der entgegengesetzten Richtung.

In dem Gehäuse 31 ist die Niedrigdruckkammer 18 zwischen der Außenperipheriewand 42b des feststehenden Schneckenelements 42 und dem Außenperipherieabschnitt der bewegbaren Spiralwand 45b des bewegbaren Schneckenelements 45 definiert. Wie vorstehend beschrieben, wenn der Klimatisierungskreislauf 10 ausgebildet ist, wird Niedrigdruck-Kühlmittelgas von dem Verdampfer 16 in die Niedrigdruckkammer 18 eingeleitet (siehe 1). Das Niedrigdruck-Kühlmittelgas, welches in die Niedrigdruckkammer 18 eingeleitet wurde, wird in die Betriebskammer 46 eingeleitet, um druckbeaufschlagt zu werden. Wenn außerdem der Rankine-Kreislauf 20 ausgebildet ist, wird Kühlmittelgas von der Betriebskammer 46 an der Außenperipherie des feststehenden Schneckenelements 42 in die Niedrigdruckkammer 18 ausgestoßen, nachdem es sich ausgedehnt hat und sein Druck herabgesetzt wurde. Dann strömt das Kühlmittelgas aus der Niedrigdruckkammer 18 zum Kühler 14 (siehe 2).

In dem Gehäuse 31 ist die Hochdruckkammer 12 zwischen einer Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 und dem zweiten Gehäuseelement 31b definiert. Wenn wie vorstehend beschrieben der Klimatisierungskreislauf 10 ausgebildet ist, wird Hochdruck-Kühlmittelgas von der Betriebskammer 46 am Zentrum des feststehenden Schneckenelements 42 in die Hochdruckkammer 12 ausgestoßen. Dann strömt das Kühlmittel aus der Hochdruckkammer 12 zum Kühler 14 aus. Wenn der Rankine-Kreislauf 20 ausgebildet ist, wird Hochdruck-Kühlmittelgas von dem Erhitzer 24 in die Hochdruckkammer 12 eingeleitet.

Unter Bezugnahme auf 1 erstreckt sich eine Mündung 47 durch das Zentrum der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 und verbindet die Betriebskammer 46 an der Zentrumsseite des feststehenden Schneckenelements 42 und die Hochdruckkammer 12. Ein Ausstoßventil 48, das als Differenzdruckventil (ein Absperrventil in diesem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel) dient, ist in der Hochdruckkammer 12 an einer Position angeordnet, so dass es der Öffnung der Mündung 47 zugewandt ist. Das Ausstoßventil 48 öffnet und schließt die Mündung 47 entsprechend der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Betriebskammer 46, der in einer Richtung zum Öffnen der Mündung 47 wirkt und dem Druck in der Hochdruckkammer 12 der in einer Richtung zum Schließen der Mündung 47 wirkt. Das Ausstoßventil 48 und eine Zurückhalteeinrichtung 49 zum Begrenzen des Öffnungsgrads des Ausstoßventils 48 werden durch einen Elektromagnet-Aktuator 50 angetrieben (bewegt), der an das zweite Gehäuseelement 31b angebracht ist.

Der Elektromagnet-Aktuator 50 hat eine Spule 51, einen zylindrischen Hauptkörper 52, einen Deckel 53, einen Kolben (bewegbarer Kern) 54 und eine Feder 55. Der Hauptkörper 52 nimmt die Spule 51 auf. Der Deckel 53 dichtet die hintere Endöffnung des Hauptkörpers 52 ab und fungiert auch als feststehender Kern. Der Kolben 54 wird gleitfähig in dem Hauptkörper 52 auf eine Seite der vorderen Endöffnung des Hauptkörpers 52 unterstützt. Die Feder 55 ist zwischen dem Deckel 53 und dem Kolben 54 angeordnet, um den Kolben 54 in eine Richtung zum Trennen des Kolbens 54 von dem Deckel 53 zu drängen.

Ein Halteloch 56 ist in dem hinteren Endabschnitt des zweiten Gehäuseelements 31b ausgebildet und verbindet die Innenseite (Hochdruckkammer 12) und die Außenseite des zweiten Gehäuseelements 31b. Eine Stufe 56a ist in dem Halteloch 56 auf einer Seite der Hochdruckkammer 12 ausgebildet. Der Hauptkörper 52 des Elektromagnet-Aktuators 50 ist in das Halteloch 56 pressgepasst, so dass der Kolben 54 und der Deckel 53 jeweils in der Hochdruckkammer 12 und auf der Außenseite der Fluidmaschine 11 angeordnet sind. Der Elektromagnet-Aktuator 50 wird in das Halteloch 56 nach Innen gedrückt, bis der Hauptkörper 52 die Stufe 56a berührt. Ein Abdichtelement 71 ist zwischen dem zweiten Gehäuseelement 31b (die Stufe 56a) und den Elektromagnet-Aktuator 50 (dem Hauptkörper 52) angeordnet, um die Hochdruckkammer 12 von der Außenluft abzudichten. Das Ausstoßventil 48 und die Zurückhalteeinrichtung 49 sind an der vorderen Fläche des Kolbens 54 durch eine Schraube 57 fixiert und durch den Kolben 54 auslegerartig gehalten.

In dem Elektromagnet-Aktuator 50 hat ein Kopf 57a der Schraube 57 einen Führungsvorsprung, der hin zum feststehenden Schneckenelement 42 von dem Ausstoßventil 48 hervorsteht. In der Hochdruckkammer 12 ist eine Führungsaussparung 58 auf der Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 an einer Position ausgebildet, die dem Kopf 57a der Schraube 57 entspricht, um den Kopf 57a darin locker einzupassen. Selbst wenn der Kolben 54 an der Position angeordnet ist, die von der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 am weitesten entfernt ist, bleibt der Kopf 57a der Schraube 57 locker in der Führungsaussparung 58 (siehe 2) eingepasst.

Unter Bezugnahme auf 1 ist der Elektromagnet-Aktuator 50 in einem AUS-Zustand (einem entregten Zustand der Spule 51), wenn der Klimatisierungskreislauf 10 ausgebildet ist. Wenn der Elektromagnet-Aktuator 50 in einem AUS-Zustand ist, wird der Tauchkolben 54 durch die Drängkraft der Feder 55 bewegt und kommt in die Nähe der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42.

In diesem Zustand berührt das Ausstoßventil 48 die Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 und fungiert als Differenzdruckventil (eine Betriebsposition des Ausstoßventils 48). Somit wird das Hochdruck-Kühlmittelgas in der Betriebskammer 46 am Zentrum des feststehenden Schneckenelements 42 in die Hochdruckkammer 12 bei einer geeigneten Zeitsteuerung durch die Wirkung des Ausstoßventils 12 ausgestoßen. Daher wird das Kühlmittelgas daran gehindert, von der Hochdruckkammer 12 zur Betriebskammer 46 zurückzuströmen.

Unter Bezugnahme auf 2 ist der Elektromagnet-Aktuator 50 in einem EIN-Zustand (einem energiebeaufschlagten Zustand der Spule 51) wenn der RANKINE-Kreislauf 20 ausgebildet ist. Wenn der Elektromagnet-Aktuator 50 in einem EIN-Zustand ist, wird der Tauchkolben 54 entgegen der Drängkraft der Feder 55 durch die Wirkung der elektromagnetischen Anziehungskraft bewegt, die zwischen dem Kolben 54 und dem Deckel 53 erzeugt wird. Somit wird der Kolben 54 an der Position angeordnet, die am weitesten entfernt von der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 ist.

In diesem Zustand bewegt sich das gesamte Ausstoßventil 48 weg von der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42, so dass das Ausstoßventil 48 nicht in der Lage ist, als Differenzdruckventil zu arbeiten und die Mündung 47 geöffnet wird (eine Nicht-Betriebsposition des Ausstoßventils 48). Demnach strömt das Hochdruck-Kühlmittelgas, welches von dem Erhitzer 42 in die Hochdruckkammer 12 strömt, in die Betriebskammer 46 am Zentrum des feststehenden Schneckenelements 42 über die Mündung 47 und dehnt sich in der Betriebskammer 46 aus.

Gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die folgenden Vorteile und Wirkungen erreicht.

  • (1) Das Ausstoßventil 48 ist zwischen der Betriebsposition, wo das Ausstoßventil 48 als Differenzdruckventil fungiert und der Nicht-Betriebsposition, wo das Ausstoßventil 48 nicht in der Lage ist, als Differenzdruckventil zu fungieren, bewegbar. Wenn die Fluidmaschine 11 als Kompressionsmaschine fungiert, wird das Ausstoßventil 48 durch den Elektromagnet-Aktuator 50 an der Betriebsposition angeordnet. Somit wird das Kühlmittelgas in der Betriebskammer 46 in die Hochdruckkammer 12 bei einer geeigneten Zeitsteuerung durch die Wirkung des Ausstoßventils 48, das als Differenzdruckventil dient, ausgestoßen.

    Wenn außerdem die Fluidmaschine 11 als Expansionsmaschine fungiert, wird durch den Elektromagnet-Aktuator 50 das Ausstoßventil 48 an der Nicht-Betriebsposition angeordnet. Somit wird Kühlmittelgas in der Hochdruckkammer 12 über die regelmäßig geöffnete Mündung 47 in die Betriebskammer 46 eingeleitet und dehnt sich in der Betriebskammer 46 aus. Infolgedessen, obwohl die Fluidmaschine 11 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels das Ausstoßventil 48 enthält, fungiert die Fluidmaschine 11 als Expansionsmaschine.
  • (2) Das Ausstoßventil 48 wird durch den Kolben 54 des Elektromagnet-Aktuators 50 bewegt. Und zwar ist das Ausstoßventil 48 direkt mit dem Elektromagnet-Aktuator 59 verbunden und mit diesem wirkverbunden. Somit ist es nicht erforderlich, einen zusätzlichen Aufbau zum bewegbaren Unterstützen des Ausstoßventils 48 in dem Gehäuse 31 unabhängig von dem Elektromagnet-Aktuator 50 vorzusehen und der bewegbare Aufbau für das Ausstoßventil 48 wird vereinfacht.
  • (3) Das Ausstoßventil 48, d. h. das Absperrventil, hat einen einfacheren Aufbau als ein Tellerventil. Außerdem wird erreicht, dass das Ausstoßventil 48 mit dem Elektromagnet-Aktuator 50 mittels eines einfachen Aufbaus wirkverbunden ist, d. h. das Ausstoßventil 48 wird in dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel einfach an dem Kolben 54 mittels der Schraube 57 geschraubt.
  • (4) Der Kopf 57a (der Führungsvorsprung) der Schraube 57 ist am Ausstoßventil 48 vorgesehen, die Führungsaussparung 58 ist an der Wandfläche (die Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42) ausgebildet, die dem Ausstoßventil 48 in der Hochdruckkammer 12 zugewandt ist, um den Kopf 57a der Schraube 57 darin locker einzupassen. Somit wird die Bewegung des Ausstoßventils 48 zwischen der Betriebsposition und der Nicht-Betriebsposition durch lockeres Einpassen des Kopfes 57a der Schraube 57 in die Führungsaussparung 58 geführt, d. h. selbst an der vorderen Endseite des Kolbens 54. Somit bewegt sich trotz des Kolbens 54 des Elektromagnet-Aktuators 50 das Ausstoßventil 48 stabil, trotz des Elektromagnet-Aktuators 50, der im Allgemeinen zum Rasseln neigt. Wenn insbesondere das Ausstoßventil 48 an der Betriebsposition angeordnet ist, fungiert das Ausstoßventil 48 zuverlässig als Differenzdruckventil.
  • (5) Das Ausstoßventil 48 ist an den Kolben 54 des Elektromagnet-Aktuator 50 mittels der Schraube 57 fixiert. Der Kopf 57a der Schraube 57 dient als Führungsvorsprung zum Führen der Bewegung des Ausstoßventils 48. Somit wird ein Aufbau zum Führen der Bewegung des Ausstoßventils 48 vereinfacht.

Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. In der folgenden Beschreibung über das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel werden nur die Unterschiede zum ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel beschrieben. Auf gleiche oder entsprechende Elemente oder Bauteile, wird durch gleiche Bezugsnummern verwiesen und deren detaillierte Beschreibungen werden weggelassen. Wie in 3 und 4 dargestellt, unterscheidet sich das zweite bevorzugte Ausführungsbeispiel von dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel in der Verwendung eines Tellerventils als Ausstoßventil 48.

Ein Aufnehmerabschnitt 61 ist am vorderen Endabschnitt des Kolbens 54 vorgesehen. Der Aufnehmerabschnitt 61 hat eine zylindrische Form mit einem Boden und ist zu einer Seite des feststehenden Schneckenelements 42 hin offen. Die Mündung des Aufnehmerabschnittes 61 wird durch einen Deckel 62 geschlossen. Dadurch wird eine Aufnehmerkammer 63 im Aufnehmerabschnitt 61 definiert. In dem Kolben 54 ist ein Führungsvorsprung 72 an der vorderen Endfläche des Aufnehmerabschnitts 61 vorgesehen und fungiert ähnlich wie der Kopf 57a der Schraube 57 des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Ein Ventilloch 64 erstreckt sich durch den Deckel 62 in einer Richtung von der Aufnehmerkammer 63 hin zum feststehenden Schneckenelement 42 an einer Position, so dass es der Mündung 47 zugewandt ist. Ein Tellerventil 65 ist in der Aufnehmerkammer 63 untergebracht und bewegbar, um das Ventilloch 64 zu öffnen und zu schließen. Ein Verbindungsloch 66 erstreckt sich durch die Seitenwand des Aufnehmerabschnittes 61 und verbindet die Aufnehmerkammer 63 und die Hochdruckkammer 12. Eine Feder 67 ist in der Aufnehmerkammer 63 zum Drängen des Tellers 65 in einer Richtung zum Schließen des Ventillochs 64 angeordnet.

Unter Bezugnahme auf 3, wenn der Klimatisierungskreislauf 10 ausgebildet ist, ist der Elektromagnet-Aktuator 50 in einem AUS-Zustand, wird der Kolben 54 durch die Drängkraft der Feder 55 bewegt und die vordere Endfläche des Kolbens 54 berührt die Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 (die Betriebsposition des Ausstoßventils 48). Somit ist die Mündung 47 mit dem Ventilloch 64 des Deckels 62 verbunden und ist nur über die Innenseite des Ausstoßventils 48, d. h. das Ventilloch 64, die Aufnehmerkammer 63 und das Verbindungsloch 66, mit der Hochdruckkammer 12 verbunden. Folglich fungiert das Ausstoßventil 48 (der Teller 65) als Differenzdruckventil zum Öffnen und Schließen der Mündung 47 entsprechend mit der Druckdifferenz zwischen dem Druck in der Betriebskammer 46, der in der Richtung zum Öffnen des Ventillochs 64 wirkt und dem Druck in der Hochdruckkammer 12 (der Aufnehmerkammer 63), der in der Richtung zum Schließen des Ventillochs 64 wirkt. Infolgedessen wird das Hochdruck-Kühlmittelgas in der Betriebskammer 46 am Zentrum des feststehenden Schneckenelements 42 von der Mündung 47 über das Ventilloch 64, die Aufnehmerkammer 63 und das Verbindungsloch 66 zu einer geeigneten Zeitsteuerung in die Hochdruckkammer 12 ausgestoßen.

Unter Bezugnahme auf 4, wenn der Rankine-Kreislauf 20 ausgebildet ist, ist der Elektromagnet-Aktuator 50 in einem EIN-Zustand, der Kolben 54 wird durch die Wirkung der elektromagnetischen Anziehungskraft bewegt und die vordere Endfläche des Kolbens 54 wird von der Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 getrennt. In diesem Zustand wird der Deckel 62 des Ausstoßventils 48 von der Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 (der Nicht-Betriebsposition des Ausstoßventils 48) getrennt. Somit sind das Ventilloch 64 und die Mündung 47 nicht verbunden und die Mündung 47 ist direkt mit der Hochdruckkammer 12 verbunden. Deshalb fungiert das Ausstoßventil 48 nicht als Differenzdruckventil und die Mündung 47 wird regelmäßig geöffnet.

Gemäß dem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die gleichen vorteilhaften Wirkungen wie in den Absätzen (1), (2) und (4) des ersten bevorzugten Ausführungsbeispiels erreicht.

Das folgende alternative Ausführungsbeispiel kann gemäß der vorliegenden Erfindung umgesetzt werden.

In den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Führungsvorsprung (der Kopf 57a der Schraube 57, der Führungsvorsprung 72) an dem Ausstoßventil 48 vorgesehen und die Führungsaussparung 58 ist auf der Rückseite 30 der fixierten Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 ausgebildet. Jedoch kann die Führungsaussparung 58 am Ausstoßventil 48 vorgesehen und der Führungsvorsprung an der Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 vorgesehen sein. Wie in 5 dargestellt, ist beispielsweise eine Führungsaussparung 58a an der vorderen Endfläche des Aufnehmerabschnittes 61 ausgebildet und ein Führungsvorsprung 72a ist an der Rückseite 30 der feststehenden Basisplatte 42a des feststehenden Schneckenelements 42 vorgesehen.

In den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen wird der Elektromagnet-Aktuator 50 als ein Aktuator verwendet. Jedoch kann ein Fluiddruck-Aktuator, wie beispielsweise ein Hydraulik-Aktuator als Aktuator verwendet werden.

In den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen ist der Kompressions- und Ausdehnungsmechanismus 33 ein Mechanismus der Schneckenbauart. Jedoch kann der Kompressions- und Ausdehnungsmechanismus 33 von anderer Bauart sein, wie beispielsweise einer Flügelbauart oder einer Kolbenbauart.

In den vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispielen, wenn die Fluidmaschine 11 als Kompressionsmaschine fungiert, wird der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 wahlweise durch den Motor E oder den Elektromotor (den Motor-Generator 32) angetrieben. Wird jedoch der Motor-Generator 33 in einen reinen Generator verändert, wird der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 nur durch den Motor E angetrieben. Alternativ wird der Leistungsübertragungsmechanismus PT in dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel entfernt, folglich wird der Kompressions- und Expansionsmechanismus 33 nur durch den Elektromotor (den Motor-Generator 32) angetrieben.

In den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Erhitzer 24 so aufgebaut, dass das Kühlmittel durch das Kühlwasser des Motors E erhitzt wird. Jedoch ist der Erhitzer 24 so aufgebaut, dass das Kühlmittel durch das Abgas des Motors E als Wärmequelle erhitzt wird. Alternativ wird der Erhitzer 24 so aufgebaut, dass das Kühlmittel durch Schmieröl des Motors E als Wärmequelle erhitzt wird.

In dem Elektrofahrzeug, das nur durch einen Elektromotor angetrieben wird, teilen sich ein Klimatisierungskreislauf und ein Rankine-Kreislauf die Fluidmaschine 11. In diesem Fall ist der Erhitzer 24 so aufgebaut, dass das Kühlmittel durch das Kühlwasser erhitzt wird, welches die abgegebene Wärme des Elektromotors und die abgegebene Wärme eines Steuerschaltkreises (Drehrichter), der den Elektromotor steuert, sammelt.

Die Fluidmaschine 11 der vorliegenden Erfindung kann Teil eines Klimatisierungskreislaufs und dem Rankine-Kreislaufes sein, die nicht in einem Fahrzeug vorgesehen sind.

Die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele sind als veranschaulichend und nicht als beschränkend zu betrachten und die Erfindung ist nicht auf hierbei gegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb dem Rahmen der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.

Eine Fluidmaschine dient als Expansions- und Kompressionsmaschine. Die Fluidmaschine druckbeaufschlagt Gas in einer Betriebskammer, wenn sie als Kompressionsmaschine fungiert. Die Fluidmaschine dehnt Gas in der Betriebskammer aus, wenn sie als Expansionsmaschine fungiert. Die Fluidmaschine hat ein bewegbares Ausstoßventil, das als Differenzdruckventil dient, welches Gas von der Betriebskammer ausstößt, wenn die Fluidmaschine als Kompressionsmaschine fungiert. Das Ausstoßventil wird in eine Nicht-Betriebsposition bewegt, wo das Ausstoßventil nicht in der Lage ist als Differenzdruckventil zu fungieren, wenn die Fluidmaschine als Expansionsmaschine fungiert.


Anspruch[de]
Maschine, die als eine Expansionsmaschine und als eine Kompressionsmaschine dient, wobei die Maschine (11) in einer Arbeitskammer (46) Gas druckbeaufschlagt, wenn sie als Kompressionsmaschine arbeitet, und die Maschine (11) in der Arbeitskammer (46) Gas ausdehnt, wenn sie als Expansionsmaschine arbeitet,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Maschine (11) ein bewegbares Ausstoßventil (48) hat, das als Differenzdruckventil dient, welches Gas von der Arbeitskammer (46) ausstößt, wenn die Maschine (11) als Kompressionsmaschine arbeitet, wobei das Ausstoßventil (48) in eine Nicht-Betriebsposition bewegt wird, in der das Ausstoßventil (48) nicht in der Lage ist, als Differenzdruckventil zu arbeiten, wenn die Maschine (11) als Expansionsmaschine arbeitet,

wobei die Maschine (11) Gas von einer Niedrigdruckkammer (18) in die Arbeitskammer (46) einleitet und das Gas in der Arbeitskammer (46) druckbeaufschlagt und das Gas über eine Mündung (47) in eine Hochdruckkammer (12) ausstößt, wenn die Maschine (11) als Kompressionsmaschine arbeitet, und wobei die Maschine (11) Gas von der Hochdruckkammer (12) über die Mündung (47) in die Arbeitskammer (46) einleitet und das Gas in der Arbeitskammer (46) ausdehnt und das Gas in der Niedrigdruckkammer (18) ausstößt, wenn die Maschine (11) als Expansionsmaschine arbeitet, wobei das Ausstoßventil (48) als Differenzdruckventil zum Öffnen und Schließen der Mündung (47) entsprechend der Druckdifferenz zwischen einem Druck in der Arbeitskammer (46) und einem Druck in der Hochdruckkammer (12) dient, wobei das Ausstoßventil (48) zwischen einer Betriebsposition, in der das Ausstoßventil (48) als Differenzdruckventil arbeitet, und der Nicht-Betriebsposition, in der das Ausstoßventil (48) nicht in der Lage ist, als Differenzdruckventil zu arbeiten und die Mündung (47) konstant öffnet, bewegbar ist, wobei die Maschine (11) des weiteren einen Aktuator (50) enthält, der mit dem Ausstoßventil (48) wirkverbunden ist, um das Ausstoßventil (48) zwischen der Betriebsposition und der Nicht-Betriebsposition zu bewegen.
Maschine gemäß Anspruch 1, wobei der Aktuator (50) ein Elektromagnet-Aktuator (50) mit einem Kolben (54) ist, durch den das Ausstoßventil (48) gehalten wird. Maschine gemäß Anspruch 2, wobei ein Führungsvorsprung (72) an dem Ausstoßventil (48) vorgesehen ist, eine Führungsaussparung (58) in der Hochdruckkammer (12) an der Wandfläche ausgebildet ist, welche dem Führungsvorsprung (72) zugewandt ist, um den Führungsvorsprung darin locker einzupassen, wobei die Bewegung des Ausstoßventils (48) durch Passen des Führungsvorsprungs in die Führungsaussparung geführt wird. Maschine gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 oder 3, wobei das Ausstoßventil (48) ein Zungenventil ist, wobei das Ausstoßventil (48) an ein vorderes Ende des Kolbens (54) des Elektromagnet-Aktuators (50) mittels einer Schraube, die einen Kopf hat, der als Führungsvorsprung dient, befestigt ist. Maschine gemäß Anspruch 1, wobei eine Führungsaussparung (58) an dem Ausstoßventil (48) und ein Führungsvorsprung (72) in der Hochdruckkammer (12) an einer Wandfläche vorgesehen ist, die der Führungsaussparung (58) zugewandt ist, um locker in die Führungsaussparung (58) gepasst zu werden, wobei die Bewegung des Ausstoßventils (48) durch Passen des Führungsvorsprungs (72) in die Führungsaussparung (58) geführt wird. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 und 5, wobei das Ausstoßventil ein Tellerventil ist. Maschine gemäß Anspruch 7, wobei das Tellerventil einen Ventilsitz hat, der an einem vorderen Ende eines hohlzylindrischen Kolbens (54) angeordnet ist, welcher mittels des Elektromagnet-Aktuators (50) betätigbar ist und in welchem ein Ventilteller (65) beweglich untergebracht ist, der gegen den Ventilsitz (62) federvorgespannt ist. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Maschine (11) von der Spiral- oder Schneckenbauart ist. Maschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Maschine (11) von einem Klimatisierungskreislauf und einem Rankine-Kreislauf gemeinsam benutzt wird.






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