根据螺旋原理的容积式机器 [0001] 本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的容积式机器本发明还涉及一种具有这种容积式机器的交通工具、特别是电池电 动交通工具或燃料电池交通工具，以及这种容积式机器的用途。 [0002] 例如，从WO 2017/108572 A1中已知上述类型的容积式机器。在已知的容积式机器中，工作介质(也称为制冷剂)经由容积式机器的电机部分被供给到压缩机部分中。因此，包括电动机(该电动机对压缩机部分中的压缩机进行驱动)的电机部分通过工作介质被冷却。 [0003] 迄今为止，在现有技术中，在根据螺旋原理的容积式机器(所谓的涡旋压缩机)中，通常习惯于将待在涡旋压缩机中被压缩的工作介质引导通过电机部分，以便由此冷却电动机。在大多数情况下，工作介质还被引导经过电动机的逆变器，以便也吸收逆变器的热损失。因此，在逆变器和电动机被工作介质冷却期间，工作介质吸收了热能，因此在进入压缩机部分之前被预热。较高的工作介质温度会降低工作介质的密度，从而减少压缩机部分输送的工作介质质量流量。此外，流经电机部分时会产生压力损失，其中这些压力损失也会降低工作介质流入到压缩机部分时的密度。 [0004] 因此，对于这种类型的电动机冷却装置，接受工作介质以降低的密度进入压缩机部分，这会降低整个系统的制冷性能。同时，工作介质在进入压缩机部分之前的温度升高和在电机部分中的压力损失会导致容积式机器的工作介质的出口温度升高。此外，在电机部分中产生的压力损失会导致工作介质回路中的压力比增加，这就需要提高容积式机器的驱动功率。 [0005] 本发明的目的在于，相对于现有技术提高了根据螺旋原理的容积式机器的热效率。此外，本发明的目的还在于，提供一种具有这种容积式机器的交通工具以及这种容积式机器的用途。 [0006] 根据本发明，容积式机器方面的任务通过专利权利要求1的主题来实现，交通工具方面的任务通过专利权利要求10的主题来实现，以及用途方面的任务通过专利权利要求12的主题来实现。 [0007] 本发明基于这样的思想：提供一种根据螺旋原理的容积式机器，特别是涡旋压缩机，其中容积式机器具有压缩机部分和电机部分。在压缩机部分中，布置有绕动式(orbitierend)的容积式螺旋件和配对螺旋件，它们相互接合成使得在容积式螺旋件和配对螺旋件之间形成可变压缩室，以便容纳和压缩流经工作介质回路的工作介质。在电机部分中布置有电动机，该电动机与容积式螺旋件驱动连接，其中设置有冷却装置以用于冷却电动机。根据本发明，冷却装置独立于工作介质回路。 [0008] 换句话说，与现有技术的不同之处在于，本发明将电动机或电机部分的冷却设计成独立于工作介质回路。因此在这方面，旨在实现功能分离，其中冷却电动机的功能至少部分地与工作介质的功能分离。但这并不排除在本发明的一些实施方式中工作介质仍流动通过电机部分。然而，电机部分、特别是电动机至少另外由单独的冷却装置冷却，使得工作介质不必完全吸收电动机的废热。相反，工作介质保持在相对较低的温度水平，使得工作介质以与现有技术相比更高的密度进入到压缩机部分中。由此，有效地提高了整个系统的制冷性能。 [0009] 在本发明的优选实施方式中，工作介质回路包括压缩机入口，该压缩机入口直接通向压缩机部分中，特别是从容积式机器的外部直接通向压缩机部分中。在此，工作介质回路可以被设计成完全独立于容积式机器的电机部分，使得没有工作介质流经电机部分。因此，工作介质直接流入到压缩机部分中，而不首先从电机部分吸收热能。可替代地，可以规定将工作介质回路分开，使得工作介质的第一部分流过电机部分并有助于冷却电动机，而第二部分经由压缩机入口直接进入到压缩机部分中并因此不被用于冷却电动机。上述两种可替代方案都进一步提高了整个系统的制冷性能。 [0010] 在本发明的特别优选的实施方式中，冷却装置具有冷却剂回路。电动机、特别是电机部分的冷却也可以通过单独的冷却剂回路进行，其中冷却剂回路优选地在流动上完全地独立于工作介质回路。特别地，在工作介质回路和冷却剂回路之间不存在流体交换。 [0011] 另一方面，冷却装置、特别是冷却回路可以与工作介质回路或工作介质回路的旁路热耦合。特别地，热耦合可以借助于热交换器进行。因此一般来说，工作介质回路和冷却装置之间可以存在热耦合，使得工作介质也通过冷却装置进行冷却。当工作介质或工作介质的一部分被引导穿过电机部分时，工作介质或工作介质的一部分的冷却是特别有利的。 如果工作介质回路或工作介质回路的旁路包括电机部分，则特别是在电机部分之前或之后，可以在工作介质回路和冷却装置之间设置热耦合。 [0012] 例如，在工作介质进入到电机部分中之前，即在电机入口之前，可以设置热交换器，其将工作介质回路或工作介质回路的旁路与冷却剂回路耦合。由此，工作介质被预冷却，并且通过在流经电机部分时吸收热能，工作介质被加热到比没有预冷却更低的温度水平。然而，在电机部分和压缩机部分、特别是压缩机部分的腔室入口之间设置热交换器是特别优选的，该热交换器将工作介质回路或其旁路与冷却剂回路热耦合。特别地，可在电机部分和压缩机部分的腔室入口之间设置热交换器。这样，由于吸收电机部分中的热能而被预热的工作介质在被馈送到压缩机部分或其腔室入口中之前被再次冷却，从而可以吸收更高的压缩能量。 [0013] 在本发明的另一优选实施方式中规定，冷却剂回路完全布置在电动机的外部。例如，冷却剂回路可具有位于电机部分的壳体内部的通道。冷却剂流过这些通道，并吸收布置在电机部分中的电动机的热量。可替代地，冷却剂回路可以至少分段式地延伸穿过电动机。 与工作介质流经电动机的现有技术的不同之处在于，在该实施方式中还规定了，与工作介质分隔开的制冷剂流过电动机。如果冷却剂回路至少分段式地延伸穿过电动机，则电动机的冷却功能完全独立于工作介质回路。在这种变型中，至少定子以流体密封的方式与容积式机器的输送工作介质的区域隔离是有利的。这可以例如通过间隙罐(Spalttopf)来实现，该间隙罐将定子与电动机的转子气密隔离。有关于此，请参考可追溯到同一申请人的同日提交的题为“ (制冷剂压缩机)”的德国专利申请。 [0014] 在根据本发明的容积式机器中，还可以设置逆变器，以用于对电动机进行电气控制。优选地，冷却装置、特别是冷却剂回路与逆变器热耦合。逆变器中会产生热损失，即必须消散热能以防止逆变器过热。这可以通过独立于工作介质回路的冷却装置有效地实现。通过这种方式，也避免了现有技术中已知的问题，即工作介质在逆变器的热损失散热过程中升温并在进入压缩机部分之前损失密度。因此，通过独立于工作介质回路的冷却装置对逆变器进行冷却，进一步提高了整个系统的制冷性能。 [0015] 在本发明的优选设计方案中，逆变器被紧固在电机部分的壳体上或被集成到电机部分的壳体中。因此，冷却装置也可以集成在电机部分中，从而提供特别紧凑但功能强大的容积式机器。 [0016] 可替代地，逆变器也可以设置成在结构上独立于电机部分和压缩机部分。如果由于空间要求(例如，在交通工具中)而无法将逆变器直接耦合至电机部分，则这种设计具有优势。逆变器仍然可以与冷却装置热耦合，其中在这种情况下，包括冷却剂回路的冷却装置是优选的。因此，可以使用统一的液体冷却装置来冷却逆变器和独立于逆变器安装的电机部分。 [0017] 冷却装置也可以具有热导管(heat pipes，热管)。因此，可以通过包括热导管的冷却装置来对电动机以及可能还有逆变器进行冷却。这种冷却装置可以附加地具有冷却剂回路。在这种情况下，当逆变器和电机部分分开布置时，还可为逆变器和电机部分分别设置单独的热导管。通常可以规定，使用彼此分离的冷却装置来进行电动机的冷却和逆变器的冷却。 [0018] 本发明的第二方面涉及一种交通工具、特别是多轨机动交通工具，其具有上述容积式机器。交通工具或者多轨机动交通工具优选是电池电动交通工具或燃料电池交通工具。上述交通工具类型通常具有相对较大的电能存储器，因此这些交通工具类型尤其适于对容积式机器的电机部分或电动机进行单独冷却。交通工具中已经有了这方面的预备装置(Vorkehrung)，因此容积式机器可以特别容易地集成到此类交通工具中。特别是在这些交通工具中，使用上述容积式机器实现的高效率是有利的，因为整个系统的制冷性能得以改善。 [0019] 在根据本发明的交通工具的优选变型中规定，逆变器在结构上独立于电机部分和/或压缩机部分布置在交通工具中。这种设计方案有利于例如最佳地利用此类交通工具中的安装空间。还可以设置逆变器的独立布置，以便将逆变器放置在易于维护的位置或将其与电池电动交通工具或燃料电池交通工具的其他电子构件组合在一起。 [0020] 这里描述的容积式机器的优点在于，一方面，它可以用于冷却，其中容积式机器被用作制冷剂压缩机。然而，同一容积式机器也可用于加热，其中，容积式机器则充当热泵。这可以简单地通过使工作介质流反转来实现，即工作介质在压缩机部分中不被压缩，而是反过来被膨胀。在这方面，本发明的单独方面旨在说明上述容积式机器作为用于冷却的制冷剂压缩机和/或作为用于加热的热泵的用途。 [0021] 下面将基于实施例并参考以下示意图对本发明进行更详细的阐述。其中： [0022] 图1示出了现有技术的容积式机器的横截面视图； [0023] 图2示出了根据本发明的优选实施例的容积式机器的横截面视图；以及[0024] 图3示出了根据本发明的另一优选实施例的容积式机器的横截面视图。 [0025] 图1示出了根据传统结构类型的容积式机器100。容积式机器100具有电机部分10、压缩机部分20和高压部分30。对驱动轴12进行驱动的电动机11布置在电机部分10中。驱动轴12安装在电机侧的轴承13和压缩机侧的轴承24中。 [0026] 电机侧的轴承13布置在电机壳体15的壳体底部16中。电机壳体15容纳电动机11。 逆变器17集成到壳体底部16中或者布置在壳体底部16上。 [0027] 压缩机侧的轴承24布置在压缩机部分20中。驱动轴12在压缩机部分20中经由偏心轴承25与容积式螺旋件21连接。偏心轴承25用于将容积式螺旋件21置于绕动式运动中。 [0028] 容积式螺旋件21接合到配对螺旋件22中，使得在容积式螺旋件21和配对螺旋件22之间形成一个压缩室23或形成更多个压缩室23。压缩室23或者每个压缩室23都是可变的，其中，可变性是指压缩室23的容积取决于容积式螺旋件21的位置。 [0029] 压缩机部分20包括压缩机壳体28，该压缩机壳体28包围容积式螺旋件21、配对螺旋件22和压缩室23。压缩机壳体28与电机壳体15连接。 [0030] 高压部分30与压缩机部分20相连，并且包括高压壳体33，该高压壳体33包围高压室31。高压壳体33与压缩机壳体28牢固连接。压缩机壳体28和高压壳体33也可以构造成一体式的。高压部分30包括工作介质出口32，该工作介质出口32作为通道延伸穿过高压壳体 33，并使高压室31与周围环境连通。 [0031] 在现有技术的容积式机器100中，优选被构造成制冷剂的工作介质40经由电机入口14流入到电机部分10中。然后，工作介质40流过电动机11，其中，工作介质优选地被引导穿过定子11a中的通道或被引导穿过定子11a与转子11b之间的气隙。间隙罐也可以延伸穿过气隙，该间隙罐以流体密封的方式将转子11b与定子11a隔离。在申请人于同日提交的题为“ (制冷剂压缩机)”的德国专利申请中，描述了配备有这种间隙罐的压缩机。 [0032] 工作介质40进入到压缩机部分20中，并在压缩机部分20中经由腔室入口26被引导到可变压缩室23中。工作介质40通过容积式螺旋件21相对于配对螺旋件22的运动以及由此产生的压缩室23的容积变化而被压缩，并且在高压下进入高压室31中。然后工作介质40经由工作介质出口32离开容积式机器100。工作介质40的路径在附图中分别由虚线箭头示出。 [0033] 在根据图1的现有技术的容积式机器100中，工作介质40不仅用于在压缩机部分20中进行压缩，同时还用于冷却电机部分10中的电动机11。电动机11的冷却是通过工作介质 40吸收电动机11的热能并在此过程中升温来实现的。因此，工作介质40的温度在电机部分 10中升高，由此工作介质40的密度降低。工作介质40在进入压缩机部分20中时的密度比进入电机部分10中时的密度要低。其结果是，工作介质40在压缩机部分中吸收的压缩能量比工作介质40在电机部分10中未经历温度升高时可能吸收的压缩能量要少。在工作介质40流过电机部分10时产生的压力损失也会不利地促成该结果。 [0034] 图2示出了避免这些负面影响的根据本发明的方法。具体地，根据图2的容积式机器100的结构与根据图1的容积式机器100基本相同。唯一不同的是，电机部分10、特别是电动机11由独立于工作介质40的工作介质回路的冷却装置18来冷却。在图2中示意性示出的示例中，电机部分10的冷却通过电机壳体15的夹套冷却装置(Mantelkühlung)来进行。这种夹套冷却装置通常可以通过不同的冷却元件来实现，例如通过热导管(heat pipes，热管)或其他冷却部件。 [0035] 特别优选的是，建立冷却剂回路，该冷却剂回路具有冷却剂50，冷却剂50在独立于工作介质回路的冷却剂回路中循环。冷却剂50例如可以是水。在这方面，也可以规定电机部分10具有外部水冷系统。 [0036] 夹套冷却装置或者冷却装置18优选地在电机部分10的整个外周上延伸。此外，可以规定，冷却装置18与壳体底部16和/或逆变器17热耦合。特别地，可以设置单个冷却剂回路，例如水冷却回路，其与逆变器17和电机壳体15热耦合。冷却剂回路从逆变器17和/或电机壳体15带走热量，并且因此也从电动机11带走热量。具体地，冷却元件18c可以分别布置在电机壳体15的外侧和/或逆变器17的外侧，其中每个冷却元件18c被分配有冷却剂入口 18a和冷却剂出口18b。冷却元件18c可关于冷却剂流动进行串联连接或并联连接。每个冷却元件18c也可以被分配给单独的冷却装置。 [0037] 如图2中所示，电机部分或者电动机通过冷却剂50冷却，使得流经电动机11的工作介质40几乎不需要对电动机11的温度调节做出贡献。结果是，与现有技术相比，工作介质40以更低的温度进入压缩机部分20中。因此，工作介质40在进入腔室入口26时具有较低的密度，并且因此可以吸收较高的压缩能量。总体而言，这提高了整个容积式机器的制冷性能。 [0038] 根据图3的实施例提供了整个系统的更进一步提高的效率。与根据图2的实施例不同的是，这是通过不再将工作介质40引导穿过电机部分10来实现的。相反，压缩机部分20具有单独的压缩机入口27，工作介质40通过该入口直接进入腔室入口26中。在该配置中，工作介质40在完全独立于电机部分10的工作介质回路中循环。这意味着工作介质40不再对电机部分10的散热做出贡献，因此以不变的温度和密度进入压缩机部分20中。 [0039] 在根据图3的实施例中，电机部分10或者电动机11的冷却类似于根据图2的实施例。主要是设置了冷却元件18c，其优选地完全包围电机壳体15，该冷却元件18c具有冷却剂入口18a和冷却剂出口18b。可以在逆变器17上设置另外的冷却元件18c，并且该另外的冷却元件18c也包括冷却剂入口18a和冷却剂出口18b。两个冷却元件18c可以串联连接或并联连接。规定在任何情况下，冷却剂50都会流经冷却元件18，并带走在电动机11和/或逆变器17运行期间产生的热能。 [0040] 在图3中还可以看出，电机部分10和压缩机部分20是气密隔离的。为此，特别地设置电机隔板19，其将电动机11与压缩机部分20完全隔开。电动机11还可以配备有间隙罐，该间隙罐在电动机和容积式机器20的输送流体的部分之间形成进一步的隔离。 [0041] 除了这里示出的实施例之外，还可以设想的是，容积式机器100具有电机部分10，工作介质40的一部分流过该电机部分10，其中，工作介质40的另一部分经由压缩机入口27直接流入腔室入口26中。规定在任何情况下，都设置独立于工作介质回路的冷却装置18，该冷却装置18对电机部分10和/或逆变器17进行冷却。 [0042] 参考标记列表 [0043] 100 容积式机器 [0044] 10 电机部分 [0045] 11 电动机 [0046] 11a 定子 [0047] 11b 转子 [0048] 12 驱动轴 [0049] 13 电机侧的轴承 [0050] 14 电机入口 [0051] 15 电机壳体 [0052] 16 壳体底部 [0053] 17 逆变器 [0054] 18 冷却装置 [0055] 18a 冷却剂入口 [0056] 18b 冷却剂出口 [0057] 18c 冷却元件 [0058] 19 电机隔板 [0059] 20 压缩机部分 [0060] 21 容积式螺旋件 [0061] 22 配对螺旋件 [0062] 23 压缩室 [0063] 24 压缩机侧的轴承 [0064] 25 偏心轴承 [0065] 26 腔室入口 [0066] 27 压缩机入口 [0067] 28 压缩机壳体 [0068] 30 高压部分 [0069] 31 高压室 [0070] 32 工作介质出口 [0071] 33 高压壳体 [0072] 40 工作介质 [0073] 50 冷却剂。