CZ306348B6

CZ306348B6 - Rotační kompresor

Info

Publication number: CZ306348B6
Application number: CZ2013-722A
Authority: CZ
Inventors: Masao Tani; Taro Kato; Motokazu Ukioka; Toshinori Arai; Naohisa Gomae; Koichi Sato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corporation
Priority date: 2012-10-01
Filing date: 2013-09-19
Publication date: 2016-12-14
Also published as: CN203488374U; JP5766165B2; KR101539853B1; JP2014070619A; CZ2013722A3; CN103711699B; CN103711699A; KR20140043287A

Abstract

Rotační kompresor (100) obsahuje motor (2), obsahující stator (2a) a rotor (2b), klikový hřídel (4), obsahující hlavní hřídel (4a), připevněný k rotoru (2b), vedlejší hřídel (4b), umístěný na protilehlé straně klikového hřídele (4) od hlavního hřídele (4a) v axiálním směru klikového hřídele (4), a alespoň jednu přesazenou část (4c), umístěnou mezi hlavním hřídelem (4a) a vedlejším hřídelem (4b), přičemž klikový hřídel (4) je poháněn motorem (2), alespoň jeden kompresní mechanismus (3), obsahující píst (20), posuvně připevněný k přesazené části (4c), válec (7), obsahující válcovou komoru válce (7), ve které jsou uspořádány přesazená část (4c) a píst (20), a lopatku (9), rozdělující komoru válce (7) na prostor na nízkotlaké straně a prostor na vysokotlaké straně, a utěsněnou nádobu (1), uspořádanou pro uložení motoru (2), klikového hřídele (4) a kompresního mechanismu (3). Píst (20) obsahuje vnitřní pístovou součást (21), posuvně umístěnou na vnější obvodové ploše přesazené části (4c), a vnější pístovou součást (22), umístěnou na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti (21). Vnitřní pístová součást (21) obsahuje množinu obloukovitých členů (21a). Rotační kompresor (100) je uspřádán tak, že platí Re – e< Ra<Rp – e, kde Ra – označuje poloměr vedlejšího hřídele (4b), Re – označuje poloměr přesazené části (4c), Rp – označuje poloměr vnitřní pístové součásti (21), e – označuje velikost přesazení přesazené části (4c).

Description

Rotační kompresor

Oblast techniky

Vynález se týká rotačního kompresoru pro stlačování plynného chladivá, přičemž rotační kompresor je využíván v chladicím cyklu klimatizačního zařízení nebo chladicího a klimatizačního zařízení, jako je chladicí stroj.

Dosavadní stav techniky

Byl vyvinut rotační kompresor, který obsahuje píst, posuvně připevněný k přesazené části klikového hřídele, válec, obsahující válcovou komoru válce, ve které je umístěn píst, a lopatku, rozdělující komoru válce na prostor na nízkotlaké straně a prostor na vysokotlaké straně.

U takového rotačního kompresoru vnitřní obvodová plocha komory válce, vnější obvodová plocha pístu a lopatka vymezují prostor, který slouží jako kompresní komora.

Píst se excentricky otáčí v komoře válce, čímž dochází ke stlačování chladivá, nasávaného do komory válce.

Některé z takových známých rotačních kompresorů obsahují píst, sestávající z množiny členů.

Známé rotační kompresory, které obsahují píst, vytvořený z množiny členů, zahrnují „rotační kompresor, obsahující píst, který má dvojitou konstrukcí, vytvořenou z prvního válečku 16a, sloužícího jako vnější součást, a druhého válečku 16b, sloužícího jako vnitřní součást, přičemž má dále otvory 24, kterými je vnitřní plocha druhého válečku 16b propojena s vnější plochou“ (viz patentová literatura 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282 (viz anotace, obr. 1 a obr. 2)).

Tento rotační kompresor je určen pro zabránění opotřebení na vnější obvodové ploše pístu, způsobeného v důsledku posuvného pohybu lopatky na vnější obvodové ploše pístu.

U rotačního kompresoru, popsaného v patentové literatuře 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282, vnitřní pístová součást (nazývaná jako „druhý váleček 16b“ v patentové literatuře 1), posuvným způsobem připevněná k přesazené části, je vytvořena jako válcový jediný díl.

Hlavní hřídel nebo vedlejší hřídel, umístěný za přesazenou částí klikového hřídele, je vložen do vnitřní pístové součásti, přičemž vnitřní pístová součást je poté připevněna k přesazené části.

Rotační kompresor, popsaný v patentové literatuře 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282, proto musí být uspořádán tak, že vnější obvodová plocha přesazené části na straně proti přesazení (tj. vnější obvodová plocha, směřující od směru přesazení přesazené části) vyčnívá směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele.

Alternativně vnější obvodová plocha přesazené části na straně proti přesazení musí být vyrovnána s vnější obvodovou plochou hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele.

Jak je zejména znázorněno na obr. 7(a), tak vzdálenost mezi osou, která je společná pro hlavní hřídel 4a a vedlejší hřídel 4b, a vnější obvodovou plochou přesazené části 4c na straně proti přesazení je vyjádřena vztahem

Re - e kde

Re - představuje poloměr přesazené části 4c, a e - představuje velikost přesazení přesazené části 4c (nebo vzdálenost mezi osou, společnou pro hlavní hřídel 4a a vedlejší hřídel 4b, a osou přesazené části 4c).

Pro připevnění vnitřní pístové součásti 50 k přesazené části 4c od strany hlavního hřídele 4a u rotačního kompresoru, popsaného v patentové literatuře 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282, musí proto být klikový hřídel 4 vytvořen tak, že platí

Re - e > Rm kde

Rm - představuje poloměr hlavního hřídele 4a.

Pro připevnění vnitřní pístové součásti 50 k přesazené části 4c od strany vedlejšího hřídele 4b u rotačního kompresoru, popsaného v patentové literatuře 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282, musí proto být klikový hřídel 4 vytvořen tak, že platí Re - e > Ra kde

Ra - představuje poloměr vedlejšího hřídele 4b.

Důvody jsou následující.

Za předpokladu, že jak je znázorněno na obr. 7 (b), je vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení zahloubena směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a nebo vedlejšího hřídele 4b (přičemž zejména platí, že

Re - e < Rm kdy je vnitřní pístová součást 50 připevněna k přesazené části 4c od strany hlavního hřídele 4a, nebo platí

Re - e < Ra kdy je vnitřní pístová součást 50 připevněna k přesazené části 4c od strany vedlejšího hřídele 4b), tak pokud je vnitřní pístová součást 50 připevněna k přesazené části 4c, bude přesazená část 4c si vzájemně překážet s vnitřní pístovou součástí 50.

Vnitřní pístová součást 50 nemůže být bohužel připevněna k přesazené části 4c.

Pro zvýšení výtlaku za účelem posílení kapacity rotačního kompresoru (dosažení vysokého výkonu) musí být velikost přesazení (nebo velikost přesazení od hlavního hřídele a vedlejšího hřídele klikového hřídele) pístu zvětšena, přičemž zvětšení vnějšího průměru pístu je potlačeno.

Jinými slovy lze říci, že pro zvýšení výkonu za účelem posílení kapacity rotačního kompresoru musí být velikost přesazení (nebo velikost přesazení od hlavního hřídele a vedlejšího hřídele klikového hřídele) přesazené části zvětšena, přičemž zvětšení vnějšího průměru přesazené části je potlačeno.

Jelikož velikost přesazení přesazené části je zvětšena, přičemž zvětšení vnějšího průměru přesazené části je potlačeno, tak vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení je zahloubena směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a nebo vedlejšího hřídele 4b (zejména Re - e < Rm nebo Re - e < Ra).

Jak však bylo shora popsáno s odkazem na obr. 7, tak píst nemůže být připevněn k přesazené části u rotačního kompresoru, popsaného v patentové literatuře 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282, pokud vzájemný vztah mezi vnější obvodovou plochou přesaze

-2CZ 306348 B6 né části na straně proti přesazení a vnější obvodovou plochou hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele splňuje vztahy

Re - e > Rm nebo

Re - e > Ra.

U rotačního kompresoru, který je popsán v patentové literatuře 1, kterou je japonská zveřejněná patentová přihláška 5 - 256 282, proto tedy velikost přesazení přesazené části nemůže být zvětšena do takové míry, že vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení je zapuštěna směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a nebo vedlejšího hřídele 4b, pokud je zvětšení vnějšího průměru přesazené části potlačeno.

Nevýhodně je tedy zvýšení či posílení kapacity rotačního kompresoru omezeno.

Pokud se týče způsobu zvyšování výtlaku u rotačního kompresoru, tak výška každého pístu a válce může být zvětšena při zachování velikosti přesazení každé přesazené části a pístu.

Kontakt mezi vnější obvodovou plochou pístu na straně přesazení (nebo vnější obvodovou plochou přesazené části, směřující ve směru přesazení) a vnitřní obvodovou plochou komory válce působí jako utěsňovací součást, která rozděluje komoru válce na prostor na nízkotlaké straně a prostor na vysokotlaké straně.

Proto tedy zvýšení výšky každého pístu a válce má za důsledek zvýšení délky utěsňovací součásti.

Pokud je výška každého pístu a válce zvýšena pro posílení kapacity rotačního kompresoru, tak potom plynné chladivo může unikat z prostoru na vysokotlaké straně do prostoru na nízkotlaké straně, čímž dochází ke snížení hmotnostního průtokového množství plynného chladivá, nasávaného do kompresní komory (komory válce).

To bohužel nevýhodně vede k výraznému snížení účinnosti rotačního kompresoru.

Předmětný vynález byl vytvořen pro vyřešení shora uvedených nevýhod a poskytuje rotační kompresor, který umožňuje zvýšení výtlaku při zabránění snížení těsnicí účinnosti mezi prostorem na vysokotlaké straně a prostorem na nízkotlaké straně v komoře válce.

Podstata vynálezu

Podle tohoto vynálezu byl vyvinut rotační kompresor, který obsahuje:

motor, obsahující stator a rotor, klikový hřídel, obsahující hlavní hřídel, připevněný k rotoru, vedlejší hřídel, umístěný na protilehlé straně klikového hřídele od hlavního hřídele v axiálním směru klikového hřídele, a alespoň jednu přesazenou část, umístěnou mezi hlavním hřídelem a vedlejším hřídelem, přičemž klikový hřídel je poháněn motorem, alespoň jeden kompresní mechanismus, obsahující píst, posuvně připevněný k přesazené části, válec, obsahující válcovou komoru válce, ve které jsou uspořádány přesazená část a píst, a

-3 CZ 306348 B6 lopatku, rozdělující komoru válce na prostor na nízkotlaké straně a prostor na vysokotlaké straně, a utěsněnou nádobu, uspořádanou pro uložení motoru, klikového hřídele a kompresního mechanismu.

Píst obsahuje vnitřní pístovou součást, posuvně umístěnou na vnější obvodové ploše přesazené části, a vnější pístovou součást, umístěnou na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti.

Vnitřní pístová součást obsahuje množinu obloukovitých členů.

Rotační kompresor je uspořádán tak, že platí

Re - e < Ra < Rp - e kde

Ra - označuje poloměr vedlejšího hřídele,

Re - označuje poloměr přesazené části,

Rp - označuje poloměr vnitřní pistově součásti, a e - označuje velikost přesazeni přesazené části.

Vnitřní pístová součást obsahuje s výhodou alespoň tři obloukovité členy.

U výhodného provedení je rotační kompresor uspořádán tak, že platí

Re - e < Rm< Rp - e kde

Rm - označuje poloměr hlavního hřídele,

Re - označuje poloměr přesazené části,

Rp - označuje poloměr vnitřní pístově součásti, a e - označuje velikost přesazení přesazené části.

Alespoň jedna přesazená část klikového hřídele obsahuje s výhodou množinu přesazených částí.

Alespoň jeden kompresní mechanismus obsahuje s výhodou množinu kompresních mechanismů.

Vůle, vymezená mezi vnější obvodovou plochou přesazené části a vnitřní obvodovou plochou vnitřní pístové součásti, je s výhodou rovna vůli, vymezené mezi vnější obvodovou plochou vnitřní pístové součásti a vnitřní obvodovou plochou vnější pístové součásti.

Vnější pístová součást má s výhodou koeficient lineární roztažnosti stejný jako vnitřní pístová součást.

U rotačního kompresoru podle tohoto vynálezu píst obsahuje vnitřní pístovou součást, posuvně umístěnou na vnější obvodové ploše přesazené části, a vnější pístovou součást, umístěnou na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti.

Vnitřní pístová součást obsahuje množinu obloukovitých členů.

Proto tedy u rotačního kompresoru podle tohoto vynálezu obloukovité členy nebo vnitřní pístová součást mohou být připevněny k přesazené části tak, že přesazená část je sendvičovitě uložena mezi obloukovitými členy (ve směru kolmém na osu přesazené části).

-4CZ 306348 B6

V důsledku toho pokud má klikový hřídel takový tvar, že vnější obvodová plocha přesazené části na straně proti přesazení je zapuštěna směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele, tak vnitřní pístová součást může být připevněna k přesazené části.

Rotační kompresor podle tohoto vynálezu proto umožňuje zvýšení výtlaku bez zvýšení výšky každého pístu a válce.

Konkrétně rotační kompresor podle tohoto vynálezu umožňuje zajistit zvýšení výtlaku bez výrazného snížení účinnosti v důsledku úniku chladivá v utěsňovací součásti mezi pístem a vnitřní obvodovou plochou komory válce.

Jinými slovy lze říci, že rotační kompresor podle tohoto vynálezu umožňuje, aby píst a válec měly nižší výšku, než v případě známého rotačního kompresoru, přestože dojde ke změně výtlaku.

Proto tedy únik chladivá v utěsňovací součásti mezi pístem a vnitřní obvodovou plochou komory válce může být snížen více, než v případě známého stavu techniky.

Podle tohoto vynálezu proto tedy může být vytvořen rotační kompresor, schopný dosahovat vyššího výkonu a vyšší účinnosti, než v dosavadním stavu techniky.

Objasnění výkresů

Vynález bude v dalším blíže vysvětlen na příkladech jeho provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů.

Obr. 1 znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující rotační kompresor podle provedení tohoto vynálezu.

Obr. 2 znázorňuje pohled v řezu, zobrazující kompresní mechanismus u rotačního kompresoru podle provedení tohoto vynálezu.

Obr. 3 znázorňuje schematické pohledy, vysvětlující vnitřní pístovou součást u rotačního kompresoru podle provedení tohoto vynálezu, přičemž obr. 3(a) znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující klikový hřídel a vnitřní pístovou součást, a obr. 3 (b) znázorňuje půdorysný pohled na vnitřní pístovou součást.

Obr. 4 znázorňuje schematický pohled, vysvětlující způsob připevňování pístu k přesazené části u rotačního kompresoru podle provedení tohoto vynálezu, přičemž obr. 4 znázorňuje perspektivní pohled, zobrazující stav před namontováním vnitřní pístové součásti kolem přesazené části klikového hřídele.

Obr. 5 znázorňuje schematický pohled, vysvětlující způsob připevňování pístu k přesazené části u rotačního kompresoru podle provedení tohoto vynálezu, přičemž obr. 5 znázorňuje perspektivní pohled, zobrazující stav před připevněním vnější pístové součásti k vnitřní pístové součásti po připevnění vnitřní pístové součásti k přesazené části klikového hřídele.

Obr. 6 znázorňuje schematické pohledy, vysvětlující způsob připevňování pístu k přesazené části u rotačního kompresoru podle provedení tohoto vynálezu, přičemž pohledy znázorňují stav, ve kterém je vnější pístová součást připevněna k vnitřní pístové součásti po připevnění vnitřní pístové součásti k přesazené části klikového hřídele.

-5 CZ 306348 B6

Obr. 7 znázorňuje schematický pohledy, zobrazující detaily v blízkosti přesazené části známého rotačního kompresoru.

Příklady uskutečnění vynálezu

Obr. 2 znázorňuje pohled v řezu, zobrazující kompresní mechanismus tohoto rotačního kompresoru.

Obr. 3 znázorňuje schematické pohledy, vysvětlující vnitřní pístovou součást rotačního kompresoru, přičemž obr. 3(a) znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující klikový hřídel a vnitřní pístovou součást, obr. 3(b) znázorňuje půdorysný pohled na vnitřní pístovou součást.

Uspořádání rotačního kompresoru podle tohoto provedení bude dále popsáno s odkazem na obr. 1 až obr. 3.

Rotační kompresor 100 obsahuje utěsněnou nádobu 1, motor 2, sestávající ze statoru 2a a rotoru 2b, a kompresní mechanismus 3, poháněný motorem 2, přičemž motor 2 a kompresní mechanismus 3 jsou uloženy v utěsněné nádobě 1.

Kroutící moment motoru 2 je přenášen prostřednictvím klikového hřídele 4 na kompresní mechanismus 3.

Kromě toho mazací olej (chladicí strojní olej) pro mazání kompresního mechanismu 3 je uložen v utěsněné nádobě 1.

Klikový hřídel 4 obsahuje hlavní hřídel 4a, připevněný k rotoru 2b motoru, vedlejší hřídel 4b, umístěný na protilehlé straně klikového hřídele 4 od hlavního hřídele 4a, a přesazenou část 4c, umístěnou mezi hlavním hřídelem 4a a vedlejším hřídelem 4b.

U tohoto provedení je klikový hřídel 4 vytvořen následovně.

Pro zvýšení výtlaku rotačního kompresoru 100 u tohoto provedení je velikost přesahu (velikost přesahu od hlavního hřídele 4a a vedlejšího hřídele 4b) u přesazené části 4c zvětšena, pokud je zvětšení vnějšího průměru přesazené části 4c potlačeno.

Proto tedy je klikový hřídel 4 tvarován tak, že vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení (tj. vnější obvodová plocha, směřující od směru přesazení přesazené části 4c) je zahloubena směrem od vnější obvodové plochy každého hlavního hřídele 4a a vedlejšího hřídele 4b.

Jinými slovy lze říci, že vzdálenost mezi osou, která je společná pro hlavní hřídel 4a a vedlejší hřídel 4b, a stranou proti přesazení u vnější obvodové plochy přesazené části 4c je vyjádřena vztahem

-6CZ 306348 B6

Re - e kde

Re - označuje poloměr přesazené části 4c, a e - označuje velikost přesahu přesazené části 4c (nebo vzdálenost mezi osou, kteráje společná pro hlavní hřídel 4a a vedlejší hřídel 4e, a osou přesazené části 4c).

Proto je tedy klikový hřídel 4 rotačního kompresoru 100 vytvořen tak, že platí

Re - e < Rm

Re - e < Ra kde

Rm - označuje poloměr hlavního hřídele 4a, a

Ra - označuje poloměr vedlejšího hřídele 4b.

Klikový hřídel 4, vytvořený tak, jak bylo shora popsáno, je otočně uložen v hlavním ložisku 5 a vedlejším ložisku 6.

Hlavní ložisko 5 je umístěno na horní ploše kompresního mechanismu 3, přičemž je uspořádáno pro otočné uložení hlavního hřídele 4a klikového hřídele 4.

Vedlejší ložisko 5 je umístěno na spodní ploše kompresního mechanismu 3, přičemž je uspořádáno pro otočné uložení vedlejšího hřídele 4B klikového hřídele 4.

Kompresní mechanismus 3 obsahuje válec 7, píst 20 a lopatku 9.

Válec 7 je připevněn k vnitřní části utěsněné nádoby 11 a obsahuje válcovou komoru válce ve své střední části.

Komora válce je opatřena pístem 20, který posuvně dosedá na přesazenou část 4c klikového hřídele.

Oba konce komory válce 7 jsou ve svém axiálním směru uzavřeny pomocí hlavního ložiska 5 a vedlejšího ložiska 6.

Válec 7 je dále opatřen lopatkou 9, která vykonává vratný pohyb v závislosti na otáčení přesazené části 4c.

Konkrétně lze říci, že vnější obvodová plocha pístu 20, vnitřní obvodová plocha komory válce, a lopatka 9 vymezují prostor, který slouží jako kompresní komora.

Kromě toho lopatka 9 rozděluje kompresní komoru (komoru válce) na prostor na vysokotlaké straně a prostor na nízkotlaké straně.

U předmětného provedení je píst 20 uspořádán tak, jak je znázorněno na obr. 2a obr. 3.

Píst 20 obsahuje vnitřní pístovou součást 21, posuvně umístěnou na vnější obvodové ploše přesazené části 4c, a vnější pístovou součást 22, posuvně umístěnou na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 2£.

Vnitřní pístová součást 21 je vytvořena z množiny obloukovitých členů 21a, vytvořených rozdělením vnitřní pístové součásti 21 v rovině podél středové osy přesazené části 4c.

U předmětného provedení dva obloukovité členy 21a vytvářejí vnitřní pístovou součást 2L

-7 CZ 306348 B6

U rotačního kompresoru 100, vytvořeného tak, jak bylo shora popsáno, otáčení rotoru 2b umožňuje otáčení klikového hřídele 4, upevněného v rotoru 2b.

V důsledku toho se píst 20, posuvně připevněný k přesazené části 4c klikového hřídele 4, excentricky otáčí v komoře válce 7.

Kapacita prostoru na vysokotlaké straně ve válci 7 se postupně zmenšuje v důsledku excentrického otáčení pístu 20, čímž dochází ke stlačování plynného chladivá v prostoru na vysokotlaké straně.

Stlačené plynné chladivo je vytlačováno do utěsněné nádoby 1 je poté odváděno z utěsněné nádoby 1 přes výtlačnou trubku 11 do vnějšího úseku.

Sběrač 12 je umístěn za utěsněnou nádobou 1. Sběrač 12 je propojen s komorou válce 7 prostřednictvím sací spojovací trubky JO.

Jinými slovy lze říci, že plynné chladivo je dodáváno prostřednictvím sběrače 12 a sací spojovací trubky 10 do válcové komory válce 7.

Nyní bude dále popsán způsob připevnění pístu 20 k přesazené části 4c klikového hřídele 4, a to s odkazem na obr. 4 až obr. 6.

Obr. 4 znázorňuje schematické vysvětlení způsobu připevňování pístu k přesazené části u rotačního kompresoru podle provedení tohoto vynálezu, přičemž obr. 4 znázorňuje perspektivní pohled, zobrazující stav před namontováním vnitřní pístové součásti kolem přesazené části klikového hřídele.

Obr. 5 znázorňuje schematické vysvětlení způsobu připevňování pístu k přesazené části u rotačního kompresoru, přičemž obr. 5 znázorňuje perspektivní pohled, zobrazující stav před připevněním vnější pístové součásti k vnitřní pístové součásti po připevnění vnitřní pístové součásti k přesazené části klikového hřídele.

Obr. 6 znázorňuje schematické vysvětlení způsobu připevňování pístu k přesazené části u rotačního kompresoru, přičemž znázorňuje stav, ve kterém je vnější pístová součást připevněna k vnitřní pístové součásti po připevnění vnitřní pístové součásti k přesazené části klikového hřídele.

Konkrétně obr. 6(a) znázorňuje pohled v podélném řezu, zobrazující stav, ve kterém je vnější pístová součást připevněna k vnitřní pístové součásti.

Obr. 6(b) znázorňuje perspektivní pohled, zobrazující stav, ve kterém je vnější pístová součást připevněna k vnitřní pístové součásti.

Obr. 6(c) znázorňuje půdorysný pohled, zobrazující stav, ve kterém je vnější pístová součást připevněna k vnitřní pístové součásti.

Na obr. 6(c) není klikový hřídel zobrazen.

Při připevňování pístu 20 k přesazené části 4c klikového hřídele 4 je vnitřní pístová součást 2Ί nejprve připevněna k přesazené části 4c, jak je znázorněno na obr. 4.

Zejména jsou dva obloukovité členy 21a (tj. vnitřní pístová součást 21) připevněny k přesazené části 4c tak, že přesazená část 4c je sendvičovitě uložena mezi dvěma obloukovitými členy 21a, představujícími vnitřní pístovou součást 21.

-8CZ 306348 B6

Jinými slovy lze říci, že dva obloukovité členy 21a, představující vnitřní pístovou součást 21, jsou připevněny k přesazené části 4c ve směru kolmém na středovou osu přesazené části 4c.

Jak již bylo shora popsáno, tak vnitřní pístová součást u známého rotačního kompresoru je jednodílná.

U známého rotačního kompresoru proto strana vnější obvodové plochy proti osazení osazené části musí vyčnívat ven od vnější obvodové plochy hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele za účelem připevnění vnitřní pístové součásti k přesazené části klikového hřídele.

Jinými slovy lze říci, že u známého rotačního kompresoru nemůže být vnitřní pístová součást připevněna ke klikovému hřídeli 4, který má shora popsaný tvar u předmětného provedení (to znamená, že klikový hřídel má takový tvar, že vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení je zahloubena směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a a vedlejšího hřídele 4b).

Jelikož však podle předmětného provedení je vnitřní pístová součást 21 vytvořena ze dvou obloukovitých členů 21a, tak vnitřní pístová součást 21 může být připevněna ke klikovému hřídeli 4, který má takový tvar, že vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení je zahloubena směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a a vedlejšího hřídele 4b.

Po připevnění vnitřní pístové součásti 21 k přesazené části 4c klikového hřídele 4, jak je znázorněno na obr. 4, je vnější pístová součást 22 připevněna k vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 21, jak je znázorněno na obr. 5 a obr. 6.

Konkrétně je hlavní hřídel 4a nebo vedlejší hřídel 4b vložen do vnější pístové součásti 22, které v podstatě tvoří válcový jednodílný člen.

Poté je vnější pístová součást 22 připevněna k vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 21.

U předmětného provedení Rp označuje poloměr vnitřní pístové součásti 21.

Jak je znázorněno na obr. 3, tak Rp - e je větší, než poloměr Rm hlavního hřídele 4a.

Proto tedy vnější obvodová plocha vnitřní pístové součásti 21 na straně proti přesazení vyčnívá směrem ven od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a, pod podmínkou, že vnitřní pístová součást 21je připevněna k přesazené části 4c.

V důsledku toho může být vnější pístová součást 22 připevněna kolem přesazené části 4c od strany hlavního hřídele 4a.

Kromě toho u předmětného provedení, jak je znázorněno na obr. 3, Rp označuje poloměr vnitřní pístové součásti 21, přičemž Rp - e je větší, než poloměr Ra vedlejšího hřídele 4b.

Proto tedy vnější obvodová plocha vnitřní pístové součásti 21 na straně proti přesazení vyčnívá směrem ven od vnější obvodové plochy vedlejšího hřídele 4b, pod podmínkou, že vnitřní pístová součást 21 je připevněna k přesazené části 4c.

V důsledku toho může být vnější pístová součást 22 připevněna kolem přesazené části 4c od strany vedlejšího hřídele 4b.

-9CZ 306348 B6

Rotační kompresor WO, uspořádaný tak, jak bylo shora popsáno u předmětného provedení, vykazuje následující výhody. Jak bylo shora popsáno, tak známý rotační kompresor obsahuje vnitřní pístovou součást, vytvořenou jako jeden kus.

Proto tedy u známého rotačního kompresoru vnější obvodová plocha přesazené části na straně proti přesazení musí vyčnívat směrem ven od vnější obvodové plochy hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele za účelem připevnění vnitřní pístové součásti k přesazené části klikového hřídele.

Alternativně vnější obvodová plocha přesazené části na straně proti přesazení musí být vyrovná10 na s vnější obvodovou plochou hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele.

Toto uspořádání známého rotačního kompresoru nevýhodně omezuje zvýšení výtlaku.

Naopak rotační kompresor podle předmětného provedení nemá žádné takové omezení.

Vnitřní pístová součást 21 může být připevněna ke klikovému hřídeli 4, který má takový tvar, že vnější obvodová plocha přesazené části 4c na straně proti přesazení je zahloubena směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele 4a a vedlejšího hřídele 4b.

Proto tedy rotační kompresor podle předmětného provedení umožňuje zvýšení výtlaku (nebo může dosahovat vyššího výkonu), aniž by byl omezován shora popsaným omezením.

Pokud se týče způsobu zvyšování výtlaku u rotačního kompresoru, může být výška každého pístu a válce zvětšena, přičemž velikost přesazení u každé přesazené části a pístu je zachována.

Kontakt mezi vnější obvodovou plochou pístu na straně proti přesazení (nebo vnější obvodovou plochou přesazené části, směřující ve směru přesazení) a vnitřní obvodovou plochou komory válce slouží jako utěsňovací součást, která rozděluje komoru válce na prostor na nízkotlaké straně a na prostor na vysokotlaké straně.

Proto tedy zvýšení výšky každého pístu a válce způsobuje zvýšení délky utěsňovací součásti.

Pokud výška každého pístu a válce je zvýšena za účelem zvýšení kapacity rotačního kompresoru, tak potom plynné chladivo může unikat z prostoru na vysokotlaké straně do prostoru na nízkotla35 ké straně, čímž dochází ke snížení hmotnostního průtokového množství plynného chladivá, nasávaného do kompresní komory (komory válce).

To bohužel vede k výraznému snížení účinnosti rotačního kompresoru.

Naopak u rotačního kompresoru 100 podle předmětného provedení může být výtlak zvýšen bez zvýšení výšky každého pístu 20 a válce 7, jak bylo shora popsáno.

Jinými slovy lze říci, že u rotačního kompresoru 100 podle tohoto provedení může být výtlak zvýšen bez výrazného snížení účinnosti, způsobeného únikem chladivá v utěsňovací součásti 45 mezi pístem 20 a vnitřní obvodovou plochou komorou válce.

Zejména je důležité, aby bylo umožněno, že píst 20 a válec 7 mají nízkou výšku, přičemž množství plynného chladivá, unikající z prostoru na vysokotlaké straně do prostoru na nízkotlaké straně v utěsňovací součásti, vymezené mezi pístem 20 a válcem 7, je sníženo za účelem zvýšení 50 účinnosti rotačního kompresoru bez jakékoliv změny z hlediska výtlaku.

Pro umožnění, aby píst a válec měly nízkou výšku beze změny výtlaku, musí být velikost přesazení u přesazené části klikového hřídele zvětšena.

-10CZ 306348 B6

U známého rotačního kompresoru však velikost přesazení u přesazené části nemůže být příliš zvětšena v důsledku shora uvedeného omezení.

Proto tedy rozsah zlepšení účinnosti u známého rotačního kompresoru je malý.

Naopak jelikož rotační kompresor 100 podle předmětného provedení není omezen shora uvedeným omezením, tak velikost přesazení přesazené části 100 může být větší, než v případě známého stavu techniky.

Rotační kompresor 100 podle předmětného provedení může s výhodou vykazovat mnohem lepší účinnost, než v případě známého rotačního kompresoru.

Kromě toho je dále důležité, aby poloměr přesazené části (tj. její průměr) byl zmenšen za účelem zmenšení rychlosti posuvu vnitřní obvodové plochy pístu na vnější obvodové ploše přesazené části pro zlepšení účinnosti rotačního kompresoru bez jakékoliv změny výtlaku.

Pokud však je u známého rotačního kompresoru velikost přesazení přesazené části zvětšena, tak poloměr přesazené části nemůže být příliš zmenšen v důsledku shora uvedeného omezení.

Důvod spočívá v tom, že zmenšení poloměru přesazené části způsobuje, že vnější obvodová plocha přesazené části na straně proti přesazení je zapuštěna směrem od vnější obvodové plochy hlavního hřídele nebo vedlejšího hřídele.

Proto tedy rozsah zlepšeni účinnosti u známého rotačního kompresoru, dosahovaný prostřednictvím zmenšení poloměru přesazené části, je malý.

Jelikož naopak rotační kompresor 100 podle předmětného provedeni není vázán shora uvedeným omezením, tak poloměr přesazené části 4c může být menší, než v případě známého rotačního kompresoru, a to i za podmínky, že velikost přesazení části 4c je v podstatě stejná jako v případě známého rotačního kompresoru.

Rotační kompresor 100 podle předmětného provedení může tedy s výhodou vykazovat mnohem lepší účinnost, než v případě známého rotačního kompresoru.

Přestože předmětné provedení bylo popsáno s ohledem na případ, kdy vnitřní pístová součást 21 je tvořena dvěma obloukovitými členy 21a, tak vnitřní pístová součást 21 může být tvořena alespoň třemi obloukovitými členy 21a.

Přestože zvyšování počtu obloukovitých členů 21a, vytvářejících vnitřní pístovou součást 21, vede ke snížení množství materiálu, využívaného pro výrobu vnitřní pístové součásti 21, tak výtěžnost materiálu je zvýšena, čímž dochází ke zlepšení zátěžové účinnosti při přepravě surových materiálů.

Jinými slovy lze říci, že s výhodou u rotačního kompresoru 100 lze nízkých výrobních nákladů a stále vysoké účinnosti dosáhnout prostřednictvím zvýšení počtu obloukovitých členů 21a, vytvářejících vnitřní pístovou součást 21.

Přestože předmětné provedení bylo popsáno s ohledem na případ, kdy rotační kompresor 100 obsahuje jediný kompresní mechanismus 3 tak rotační kompresor 100 může být uspořádán jako víceválcový rotační kompresor, obsahující množinu kompresních mechanismů 3.

V takovém případě je množina přesazených částí 4c uspořádána mezi hlavním hřídelem 4a a vedlejším hřídelem 4b tak, že přesazené části 4c jsou spojeny pomocí mezilehlého hřídele.

Kromě toho je množina válců 7 uspořádána tak, že odpovídá přesazeným částem 4c.

- 11 CZ 306348 B6

Každá koncová plocha odpovídající komory válce, rozevírající se mezi válci 7, je uzavřena pomocí přepážkové desky, umístěné mezi válci 7.

U rotačního kompresoru 100, uspořádaného jako víceválcový rotační kompresor, jsou s výhodou přesazené části 4c uspořádány tak, aby byly souměrné kolem osy, která je společná pro hlavní hřídel 4a a vedlejší hřídel 4b.

Pokud je například rotační kompresor 100 uspořádán jako dvouválcový rotační kompresor, jsou dvě přesazené části 4c s výhodou uspořádány kolem osy, společné pro hlavní hřídel 4a a vedlejší hřídel 4b, a to tak, že přesazené části 4c mají vzájemně vůči sobě fázi 180°.

Toto uspořádání přesazených částí 4c může například potlačovat vibrace, způsobené v důsledku otáčení klikového hřídele 4.

Přestože vzájemný vztah mezi „vůlí mezi vnější obvodovou plochou přesazené části 4c a vnitřní obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21“ a „vůlí mezi vnější obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21 a vnitřní obvodovou plochou vnější pístové součásti 22“ nebyl konkrétně uveden u předmětného provedení, tak například vůle mohou mít v podstatě stejný rozměr (dále pouze výraz „v podstatě stejný“ nebo „prakticky stejný nebo totožný“ bude znamenat „stejný nebo totožný“, přičemž výraz „stejný nebo totožný“ u předmětného provedení neznamená „přesně stejný nebo totožný“).

Například v případech, kdy „vůle mezi vnější obvodovou plochou přesazené části 4c a vnitřní obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21“ a „vůle mezi vnější obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21 a vnitřní obvodovou plochou vnější pístové součásti 22“ jsou výrazně odlišné z hlediska velikosti vzájemně vůči sobě, tak rozdíl mezi „třením mezi vnější obvodovou plochou přesazené části 4c a vnitřní obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21“ a „třením mezi vnější obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21 a vnitřní obvodovou plochou vnější pístové součásti 22“ je zvýšen.

Proto tedy vnitřní pístová součást 21 může být výrazně odlišná z hlediska rychlosti otáčení od vnější pístové součásti 22, čímž dochází ke zvýšení rychlosti posuvu vnitřní obvodové plochy vnější pístové součásti 22 na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 21.

Tím může docházet k nadměrnému opotřebení u tohoto dílu.

Jelikož však „vůle mezi vnější obvodovou plochou přesazené části 4c a vnitřní obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21“ a „vůle mezi vnější obvodovou plochou vnitřní pístové součásti 21 a vnitřní obvodovou plochou vnější pístové součásti 22“ jsou nastaveny na stejnou velikost, tak rychlost posuvu vnitřní obvodové plochy vnější pístové součásti 22 na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 21 může být řádně zachována.

V důsledku toho lze zabránit nadměrnému opotřebení tohoto dílu.

Jelikož u rotačního kompresoru 100 podle předmětného provedení je vnitřní pístová součást 21 vytvořena z rozdělených členů a vnější pístová součást 22 je vytvořena jako jednodílný člen, tak tyto součásti mohou být provedeny z odlišných materiálů.

V takovém případě je výhodné zvolit materiály tak, že materiál pro vnitřní pístovou součást 21 a materiál pro vnější pístovou součást 22 mají stejný koeficient lineární roztažnosti.

Během provozu rotačního kompresoru 100 se vnitřní pístová součást 21 a vnější pístová součást 22 tepelně roztahují.

-12CZ 306348 B6

Pokud v takovém případě tyto součásti mají výrazně odlišný koeficient lineární roztažnosti vzájemně vůči sobě, tak rozdíl mezi „vůlí mezi vnitřní pístovou součástí 21 a hlavním ložiskem 5 a vedlejším ložiskem 6“ a „vůlí mezi vnější pístovou součástí 22 a hlavním ložiskem 5 a vedlejším ložiskem 6“ je zvětšen.

V důsledku toho rozdíl mezi „třením mezi vnitřní pístovou součástí 21 a hlavním ložiskem 5 a vedlejším ložiskem 6“ a „třením mezi vnější pístovou součástí 22 a hlavním ložiskem 5 a vedlejším ložiskem 6“ je zvětšen.

Proto tedy vnitřní pístová součást 21 může mít výrazně odlišnou rychlost otáčení od vnější pístové součásti 22, čímž dochází ke zvýšení rychlosti posuvu vnitřní obvodové plochy vnější pístové součásti 22 na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 21.

To může způsobit nadměrné opotřebení tohoto dílu.

Jelikož však materiály pro vnitřní pístovou součást 21 a vnitřní pístovou součást 22 jsou zvoleny tak, že materiály pro tyto součásti mají stejný koeficient lineární roztažnosti, tak „vůle mezi vnitřní pístovou součástí 21 a hlavním ložiskem 5 a vedlejším ložiskem 6“ a „vůle mezi vnější pístovou součástí 22 a hlavním ložiskem 5 a vedlejším ložiskem 6“ může mít stejnou velikost.

Proto tedy rychlost posuvu vnitřní obvodové plochy vnější pístové součásti 22 na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti 21 může být vhodně udržována.

Je tak zabráněno nadměrnému opotřebení tohoto dílu.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Rotační kompresor (100), obsahující: motor (2), obsahující stator (2a) a rotor (2b), klikový hřídel (4), obsahující hlavní hřídel (4a), připevněný k rotoru (2b), vedlejší hřídel (4b), umístěný na protilehlé straně klikového hřídele (4) od hlavního hřídele (4a) v axiálním směru klikového hřídele (4), a alespoň jednu přesazenou část (4c), umístěnou mezi hlavním hřídelem (4a) a vedlejším hřídelem (4b), přičemž klikový hřídel (4) je poháněn motorem (2), alespoň jeden kompresní mechanismus (3), obsahující píst (20), posuvně připevněný k přesazené části (4c), válec (7), obsahující válcovou komoru válce (7), ve které jsou uspořádány přesazená část (4c) a píst (20), a lopatku (9), rozdělující komoru válce (7) na prostor na nízkotlaké straně a prostor na vysokotlaké straně, a utěsněnou nádobu (1), uspořádanou pro uložení motoru (2), klikového hřídele (4) a kompresního mechanismu (3), vyznačující se tím, že

- 13 CZ 306348 B6 píst (20) obsahuje vnitřní pístovou součást (21), posuvně umístěnou na vnější obvodové ploše přesazené části (4c), a vnější pístovou součást (22), umístěnou na vnější obvodové ploše vnitřní pístové součásti (21), vnitřní pístová součást (21) obsahuje množinu obloukovitých členů (21a), přičemž rotační kompresor (100) je uspořádán tak, že platí

Re - e < Ra < Rp - e kde

Ra - označuje poloměr vedlejšího hřídele (4b),

Re - označuje poloměr přesazené části (4c),

Rp - označuje poloměr vnitřní pístové součásti (21), a e - označuje velikost přesazení přesazené části (4c).
2. Rotační kompresor (100) podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitřní pístová součást (21) obsahuje alespoň tři obloukovité členy (21a).
3. Rotační kompresor (100) podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že rotační kompresor (100) je uspořádán tak, že platí

Re - e < Rm < Rp - e kde

Rm - označuje poloměr hlavního hřídele (4a),

Re - označuje poloměr přesazené části (4c),

Rp - označuje poloměr vnitřní pístové součásti (21), a e - označuje velikost přesazení přesazené části (4c).
4. Rotační kompresor (100) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že alespoň jedna přesazená část (4c) klikového hřídele (4) obsahuje množinu přesazených částí, přičemž alespoň jeden kompresní mechanismus (3) obsahuje množinu kompresních mechanismů.
5. Rotační kompresor (100) podle kteréhokoliv z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vůle, vymezená mezi vnější obvodovou plochou přesazené části (4c) a vnitřní obvodovou plochou vnitřní pístově součásti (21), je rovna vůli, vymezené mezi vnější obvodovou plochou vnitřní pístově součásti (21) a vnitřní obvodovou plochou vnější pístové součásti (22).
6. Rotační kompresor (100) podle kteréhokoliv z nároků laž5, vyznačující se tím, že vnější pístová součást (22) má koeficient lineární roztažnosti stejný jako vnitřní pístová součást (21).