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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralverdichter, und insbesondere
eine Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters, die eine Leistung eines
Kühlmittels
verändern
kann, welches unter Nutzung eines Hochdrucks in einem Gehäuse verdichtet
ist.
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Im
allgemeinen umfasst ein Spiralverdichter: einen Motormechanismus,
der in einem Gehäuse
angebracht ist, zum Erzeugen einer Drehkraft; und einen Verdichtungsmechanismus
zum Saugen, Verdichten und Ablassen eines Gases durch Empfangen einer
Antriebskraft von dem Motormechanismus, während eine kreisende Spirale
im Eingriff mit einer starren Spirale kreist.
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Der
Spiralverdichter ist in einen Niederdruckverdichter, bei dem ein
Gehäuse
in einem Niederdruckzustand gehalten ist, und einen Hochdruckverdichter
eingeteilt, bei dem ein Gehäuse
in einem Hochdruckzustand gehalten ist.
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Bei
dem Niederdruckspiralverdichter wird ein Kühlgas, das einen Verdampfer
durchlaufen hat, in ein Gehäuse eingelassen,
das Gas, das in das Gehäuse
eingelassen ist, wird in einen Verdichtungsmechanismus gesaugt,
verdichtet und abgelassen, und das Kühlgas im Hochtemperatur-/Hochdruckzustand, das
aus dem Verdichtungsmechanismus abgelassen ist, wird durch ein Ablassrohr
auf eine Kondensatorseite abgelassen. Aufgrunddessen behält das Gehäuse einen
Niederdruckzustand bei.
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Ein
derartiger Niederdruckspiralverdichter ist an den Enden einer Windung
der starren Spirale und einer Windung der kreisenden Spirale mit
Endenkammern zum Verhindern einer Gasleckage versehen, wodurch die
Leckage von Gas, das zwischen Verdichtungstaschen, die durch die
Windung der starren Spirale und der Windung der kreisenden Spirale
ausgebildet sind, verdichtet ist, verhindert ist.
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Bei
dem Hochdruckspiralverdichter wird ein Kühlgas, das einen Verdampfer
durchlaufen hat, direkt in einen Verdichtungsmechanismus gesaugt
und verdichtet, und das Kühlgas,
das in dem Verdichtungsmechanismus verdichtet ist, wird in ein Gehäuse abgelassen.
Das Kühlgas
im Hochtemperatur-/Hochdruckzustand, das in das Gehäuse abgelassen
ist, wird durch ein Ablassrohr an einen Kondensator abgelassen.
Aufgrunddessen behält
das Gehäuse
einen Hochdruckzustand bei.
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Ein
derartiger Hochdruckspiralverdichter ist an den Enden einer Windung
der starren Spirale und einer Windung der kreisenden Spirale nicht
mit Endenkammern zum Verhindern einer Gasleckage versehen und verhindert
somit die Leckage von Gas, das zwischen Verdichtungstaschen, die
durch die Windung der starren Spirale und der Windung der kreisenden
Spirale ausgebildet sind, verdichtet ist, unter Nutzung eines Drucks
des Gehäuses
im Hochdruckzustand.
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1 ist eine Frontalschnittansicht,
die ein Beispiel eines Verdichtungsmechanismus eines Hochdruckspiralverdichters
darstellt. 2 ist eine Horizontalansicht,
die eine Windung der starren Spirale und eine Windung der kreisenden
Spirale, welche den Verdichtungsmechanismus bilden, darstellt.
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Wie
darin dargestellt umfasst der Verdichtungsmechanismus des Spiralverdichters:
eine starre Spirale 30, die in einem Gehäuse 10 mit
einem vorgegebenen Zwischenraum zu einem Hauptrahmen 20,
der in dem Gehäuse 10 angebracht
ist, angebracht ist; eine kreisende Spirale 40, die so
zwischen der starren Spirale 30 und dem Hauptrahmen 20 angeordnet
ist, dass sie schwenkbar mit der starren Spirale 30 in
Eingriff gebracht ist; und einen Oldham-Ring 50, der zwischen der kreisenden
Spirale 40 und dem Hauptrahmen 20 angeordnet ist
und zum Verhindern der Drehung der kreisenden Spirale 40 dient.
Die kreisende Spirale 40 ist an eine Drehwelle 60 angeschlossen,
wobei die Drehwelle an einen Motormechanismus gekoppelt ist.
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Der
Hauptrahmen 20 beinhaltet einen Rahmenkörperabschnitt 21 mit
einer vorgegebenen Form, ein Welleneinführungsloch 22, das
an dem Rahmenkörperabschnitt 21 zum
Durchtritt und zur Einführung
der Drehwelle 60 darin ausgebildet ist, eine Vorsprungseinführungsnut 23,
die sich von dem axialen Einführungsloch 22 erstreckt
und einen größeren Innendurchmesser
als das Welleneinführungsloch 22 aufweist,
und eine Lagerfläche 24,
die an der oberen Fläche
des Rahmenkörperabschnitts 21 zum Stützen der
kreisenden Spirale 40 ausgebildet ist.
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Die
starre Spirale 30 beinhaltet einen Körperabschnitt 31,
der in einer vorgegebenen Form ausgebildet ist, eine Windung 32,
die auf einer Fläche
des Körperabschnitts 31 in
einer Evolventenkrümmung mit
einer vorgegebenen Stärke
und Höhe
ausgebildet ist, eine Ablassöffnung 33,
die an der Mitte des Körperabschnitts 31 durchtritt,
und einen Saugdurchlass 34, der auf einer Seite des Körperabschnitts 31 ausgebildet
ist.
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Die
kreisende Spirale 40 beinhaltet einen Scheibenabschnitt 41 mit
einer vorgegebenen Stärke und
Grundfläche,
eine Windung 42, die auf einer Fläche des Scheibenabschnitts 41 in
einer Evolventenkrümmung
mit einer vorgegebenen Stärke
und Höhe ausgebildet
ist, und einen Vorsprungsabschnitt 43, der an der Mitte
der anderen Seite des Scheibenabschnitts 41 ausgebildet
ist.
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Die
kreisende Spirale 40 ist so zwischen die starre Spirale 30 und
den Hauptrahmen 20 gekoppelt, dass die Windung 42 mit
der Windung 32 der starren Spirale in Eingriff gebracht
ist, der Vorsprungsabschnitt 43 in die Vorsprungseinführungsnut 23 des
Hauptrahmens 20 eingeführt
ist und eine Fläche
des Scheibenabschnitts 41 durch die Lagerfläche 24 des
Hauptrahmens 20 gestützt
ist.
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Die
Drehwelle 60 dringt zu ihrer Kopplung an den Vorsprungsabschnitt 43 der
kreisenden Spirale 40 durch das Welleneinführungsloch 22 des
Hauptrahmens und ist darin eingeführt.
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Ein
Saugrohr 12 zum Saugen von Gas durchdringt das Gehäuse 10 und
ist daran gekoppelt, und das durchdringende Saugrohr 12 ist
an den Saugdurchlass 34 der starren Spirale gekoppelt.
Und ein Ablassrohr 13 zum Ablassen von Gas ist an das Gehäuse 10 gekoppelt.
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Das
nicht erklärte
Bezugszeichen B stellt Buchsen dar, und 62 stellt einen Ölflussdurchgang der
Drehwelle dar.
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Im
folgenden wird nun der Betrieb des Verdichtungsmechanismus des Hochdruckspiralverdichters
wie oben angegeben beschrieben.
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Wenn
die Drehwelle 60 durch eine Drehkraft dreht, die vom Motormechanismus übertragen
ist, schwenkt zunächst
die kreisende Spirale 40, die an einen exzentrischen Abschnitt 61 der
Drehwelle 60 gekoppelt ist, um die Achse der Drehwelle 60.
Die kreisende Spirale 40 schwenkt, da sie durch den Oldham-Ring 50 am
Drehen gehindert ist.
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Wenn
die kreisende Spirale 40 kreist, bewegen sich, da die Windung 42 der
kreisenden Spirale in Eingriff mit der Windung 32 der starren
Spirale schwenkt, mehrere Verdichtungstaschen P, die durch die Windung 42 der
kreisenden Spirale und die Windung 32 der starren Spirale
ausgebildet sind, zu den Mittelteilen der starren Spirale 30 und
der kreisenden Spirale 40 und, gleichzeitig mit ihrer Volumenänderung,
saugen und verdichten Gas und lassen es durch die Ablassöffnung 33 der
starren Spirale ab.
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Dabei
wird das Kühlmittel,
das durch das Saugrohr 12 gesaugt ist, durch den Saugdurchlass 34 der
starren Spirale direkt in die Verdichtungstaschen P gesaugt, und
das Kühlmittel
im Hochtemperatur- und Hochdruckzustand, das durch die Ablassöffnung 33 der
starren Spirale abgelassen ist, durchläuft das Gehäuse 10 und wird durch
das Ablassrohr 13 nach außen abgelassen.
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Die
Verdichtungstaschen P sind kontinuierlich ausgebildet, wenn die
kreisende Spirale 40 schwenkt. Wenn die Verdichtungstaschen
P an der Kante der starren Spirale 30 ausgebildet sind,
befinden sie sich in einem Zustand niedrigen Drucks, welcher ein
Saugdruck ist. Wenn die Verdichtungstaschen P an der Mitte der starren
Spirale 30 ausgebildet sind, befinden sie sich in einem
Zustand hohen Drucks, welcher ein Ablassdruck ist. Wenn sie sich auf
halbem Wege zwischen der Kante und der Mitte der starren Spirale 30 befinden,
befinden sie sich in einem zwischenliegenden Druckzustand.
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Das
Innere des Gehäuses 10 ist
stets in einem Hochdruckzustand gehalten. Durch einen derartigen
Hochdruck im Gehäuse 10 ist
ein Hochdruck auf die Rückseite
des Scheibenabschnitts 41 der kreisenden Spirale ausgeübt, und
daher sind die Endflächen
der Windung 32 der starren Spirale und die Windung 42 der
kreisenden Spirale eng mit der Innenfläche der starren Spirale 30 und
der Fläche des
Scheibenabschnitts 41 der kreisenden Spirale in Berührung gebracht,
wodurch ein Druckverlust zwischen den Verdichtungstaschen P, die
durch die Windung 42 der kreisenden Spirale und die Windung 32 der
starren Spirale gebildet sind, verhindert ist.
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Indessen
bildet der oben angeführte
Spiralverdichter ein Kühlkreislaufsystem,
und das Kühlkreislaufsystem,
das den Spiralverdichter beinhaltet, ist hauptsächlich an einer Klimaanlage
oder dergleichen angebracht. Beim Betreiben der Klimaanlage besteht,
um den Stromverbrauch der Klimaanlage zu minimieren, ein Bedarf,
die Leistung des Spiralverdichters zu verändern, der das Kühlkreislaufsystem betreibt,
welches an der Klimaanlage angebracht ist.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters bereitzustellen, die eine
Leistung eines Kühlmittels
verändern
kann, welches unter Nutzung eines Hochdrucks in einem Gehäuse verdichtet
ist.
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Zur
Erzielung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der vorliegenden
Erfindung, wie hierin ausgeführt
und ausführlich
beschrieben, ist eine Vorrichtung zur Veränderung einer Leistung eines
Spiralverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung bereitgestellt, umfassend: einen Drucksteuerungsmechanismus
zum Steuern eines Drucks, der auf die Rückseite einer kreisenden Spirale
ausgeübt ist,
welche mit einer starren Spirale verriegelt ist; und einen Abdichtungsveränderungsmechanismus
zum Ändern
eines Abdichtungsbereichs einer Windung der kreisenden Spirale und
eines Abdichtungsbereichs einer Windung der starren Spirale gemäß einer Änderung
des Drucks, der auf die Rückseite
der kreisenden Spirale ausgeübt
ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verstehen der Erfindung
bereitzustellen, und die in der Beschreibung enthalten sind und
ein Bestandteil von ihr bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung und
dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der
Erfindung zu erklären.
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Es
zeigen:
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1 eine
Schnittansicht, die einen Verdichtungsmechanismus eines allgemeinen
Spiralverdichters darstellt;
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2 eine
Horizontalansicht, die eine Windung der starren Spirale und eine
Windung der kreisenden Spirale, welche den Verdichtungsmechanismus
bilden, darstellt;
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3 eine
Frontschnittansicht, die einen Verdichtungsmechanismus eines Spiralverdichters mit
einer Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung
darstellt;
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4 eine
Horizontalansicht, die den Verdichtungsmechanismus des Spiralverdichters
mit der Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 eine
Schnittansicht, die eine Vorrichtung zur Veränderung einer Leistung eines
Spiralverdichters darstellt, wobei die Vorrichtung mit einem modifizierten
Beispiel eines Druckverteilungsmechanismus versehen ist, der die
Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung
bildet; und
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6 und 7 Schnittansichten,
die einen Betriebszustand der Vorrichtung zur Veränderung
eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
folgenden wird ein gekrümmter
Wafer der vorliegenden Erfindung und ein Leiterplattenkopplungskörper für eine Kältemaschine
mit demselben gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
detailliert beschrieben.
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Im
folgenden wird eine Vorrichtung zur Veränderung einer Leistung eines
Spiralverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert
beschrieben.
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3 und 4 ist
eine Frontschnittansicht und Horizontalschnittansicht, die einen
Verdichtungsmechanismus eines Spiralverdichters mit einer Vorrichtung
zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung darstellen. Gleichen Teilen wie im Stand
der Technik wurden gleiche Bezugszeichen vergeben.
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Wie
darin dargestellt ist ein Hauptrahmen 20 in einem Gehäuse 10 mit
einer vorgegebenen Form angebracht, eine starre Spirale 30 in
einem vorgegebenen Zwischenraum zum Hauptrahmen 20 an dem Gehäuse 10 angebracht
und eine kreisende Spirale 40 so zwischen der starren Spirale 30 und
dem Hauptrahmen 20 angeordnet, dass sie schwenkbar mit
der starren Spirale 30 in Eingriff gebracht ist.
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Der
Hauptrahmen 20 beinhaltet einen Rahmenkörperabschnitt 21 mit
einer vorgegebenen Form, ein Welleneinführungsloch 22, das
an dem Rahmenkörperabschnitt 21 zum
Durchtritt und zur Einführung
der Drehwelle 60 darin ausgebildet ist, eine Vorsprungseinführungsnut 23,
die sich von dem axialen Einführungsloch 22 erstreckt
und einen größeren Innendurchmesser
als das Welleneinführungsloch 22 aufweist,
und eine Lagerfläche 24,
die an der oberen Fläche
des Rahmenkörperabschnitts 21 zum Stützen der
kreisenden Spirale 40 ausgebildet ist.
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Die
starre Spirale 30 beinhaltet einen Körperabschnitt 31,
der in einer vorgegebenen Form ausgebildet ist, eine Windung 32,
die auf einer Fläche
des Körperabschnitts 31 in
einer Evolventenkrümmung mit
einer vorgegebenen Stärke
und Höhe
ausgebildet ist, eine Ablassöffnung 33,
die an der Mitte des Körperabschnitts 31 durchtritt,
und einen Saugdurchlass 34, der auf einer Seite des Körperabschnitts 31 ausgebildet
ist.
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Die
kreisende Spirale 40 beinhaltet einen Scheibenabschnitt 41 mit
einer vorgegebenen Stärke und
Grundfläche,
eine Windung 42, die auf einer Fläche des Scheibenabschnitts 41 in
einer Evolventenkrümmung
mit einer vorgegebenen Stärke
und Höhe ausgebildet
ist, und einen Vorsprungsabschnitt 43, der an der Mitte
der anderen Seite des Scheibenabschnitts 41 ausgebildet
ist. Die kreisende Spirale 40 ist so zwischen die starre
Spirale 30 und den Hauptrahmen 20 gekoppelt, dass
die Windung 42 mit der Windung 32 der starren
Spirale in Eingriff gebracht ist, der Vorsprungsabschnitt 43 in
die Vorsprungseinführungsnut 23 des
Hauptrahmens 20 eingeführt
ist und eine Fläche
des Scheibenabschnitts 41 durch die Lagerfläche 24 des
Hauptrahmens 20 gestützt
ist.
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Die
Drehwelle 60 dringt zu ihrer Kopplung an den Vorsprungsabschnitt 43 der
kreisenden Spirale 40 durch das Welleneinführungsloch 22 des
Hauptrahmens und ist darin eingeführt.
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Ein
Saugrohr 12 zum Saugen von Gas durchdringt das Gehäuse 10 und
ist daran gekoppelt, und das durchdringende Saugrohr 12 ist
an den Saugdurchlass 34 der starren Spirale gekoppelt.
Und ein Ablassrohr 13 zum Ablassen von Gas ist an das Gehäuse 10 gekoppelt.
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Das
Gehäuse 10 ist
innen mit einem Drucksteuerungsmechanismus zum Steuern eines Drucks, der
auf die Rückseite
einer kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, welche in Eingriff
mit einer starren Spirale 30 kreist, und einem Abdichtungsveränderungsmechanismus
zum Ändern
eines Abdichtungsbereichs einer Windung 42 der kreisenden
Spirale und einem Abdichtungsbereich einer Windung 32 der starren
Spirale gemäß einer Änderung
des Drucks, der auf die Rückseite
der kreisenden Spirale ausgeübt
ist, versehen.
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Der
Abdichtungsveränderungsmechanismus ändert vorzugsweise
längs verlaufende
Abdichtungsbereiche der Windung 32 der starren Spirale
und der Windung 42 der kreisenden Spirale.
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Der
Abdichtungsveränderungsmechanismus beinhaltet
Abdichtungsnute 35 und 44, die so auf den Endflächen der
Windung 32 der starren Spirale und der Windung 42 der
kreisenden Spirale ausgebildet sind, dass sie eine vorgegebene Stärke und
Länge aufweisen,
und Abdichtungsglieder 70, die in die Abdichtungsnute 35 und 44 eingeführt sind
und die Flächen
abdichten, die den Abdichtungsnuten 35 und 44 zugekehrt
sind. Die Abdichtungsnute 35 und 44 sind so auf
den Endflächen
der Windung 32 der starren Spirale und der Windung 42 der
kreisenden Spirale ausgebildet, dass sie eine vorgegebene Stärke und Länge in der
Längsrichtung
der Windungen 32 und 42 aufweisen. Die Abdichtungsnute 35 und 44 sind so
weit wie die Außenseitenkontakte
der Windung 42 der kreisenden Spirale und der Windung 32 der
starren Spirale ausgebildet, die Verdichtungstaschen mit zwischenliegendem
Druckzustand durch die Innenseitenendteile der Windung 42 der
kreisenden Spirale und der Windung 32 der starren Spirale
ausbilden, welche miteinander in Kontakt gebracht sind.
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Die
Innenseitenenden der Abdichtungsnute 35 und 44 sind
zwischen dem Innenseitenkontakt der Windung 42 der kreisenden
Spirale und der Windung 32 der starren Spirale und den
Innenseitenenden der Windungen 32 und 42 angeordnet.
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Die
Abdichtungsglieder 70 sind aus einem elastischen Material
ausgebildet, das zu Schrumpfung und Entspannung imstande ist.
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Eine Änderung
des Drucks, der auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, ist durch Ändern der
Fläche
der Rückseite
der kreisenden Spirale 40 hergestellt, in der der Druck
ausgeübt
ist.
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Der
Drucksteuerungsmechanismus beinhaltet einen inneren Druckring 81,
der so an die Lagerfläche 24 des Hauptrahmens,
welche die kreisende Spirale 40 stützt, gekoppelt ist, dass er
die Mitte der kreisenden Spirale 40 mit einem vorgegebenen
Bereich umgibt, und zum Aufweisen eines Hochdrucks in dem Gehäuse 10,
der auf die Innenseite davon ausgeübt ist, dient, einen äußeren Druckring 82,
der so an der Lagerfläche 24 angebracht
ist, dass er den inneren Druckring 81 umgibt, und einen
Druckverteilungsmechanismus zum Verbinden eines Hochdrucks im inneren
Druckring 81 mit der Innenseite des äußeren Druckrings 82 oder
zum Verbinden eines Niederdrucks der Seite des Saugdurchlasses 34, durch
den ein Niederdruckkühlmittel
in die kreisende Spirale 40 und die starre Spirale 30 gesaugt
ist, mit der Innenseite des äußeren Druckrings 82.
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Eine
erste Ringeinführungsnut 25 ist
so in einer geschlossenen Kreisform auf der Lagerfläche 24 des
Hauptrahmens ausgebildet, dass sie die Vorsprungseinführungsnut 23 umgibt,
und der innere Druckring 81 ist an die erste Ringeinführungsnut 25 gekoppelt.
Und eine zweite Ringeinführungsnut 26 ist so
in einer geschlossenen Kreisform auf der Lagerfläche 24 des Hauptrahmens
ausgebildet, dass sie die erste Ringeinführungsnut 25 umgibt,
und der äußere Druckring 82 ist
an die zweite Ringeinführungsnut 26 gekoppelt.
Erste und zweite Ringeinführungsnut 25 und 26 sind
vorzugsweise in einer runden Form ausgebildet.
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Vorzugsweise
sind der innere Druckring 81 und der äußere Druckring 82 aus
einem elastischen Material ausgebildet, und die elastischen Koeffizienten
des inneren Druckrings 81 und des äußeren Druckrings 82 sind
unterschiedlich.
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Der
innere Druckring 81 und der äußere Druckring 82,
die an die erste Ringeinführungsnut 25 und
die zweite Ringeinführungsnut 26 des
Hauptrahmens gekoppelt sind, sind mit der Rückseite des Scheibenabschnitts 41 der
kreisenden Spirale in Kontakt gebracht. Ein Hochdruck im Gehäuse 10 ist durch
das Welleneinführungsloch 22 und
die Vorsprungseinführungsnut 23 des
Hauptrahmens, den Ölflussdurchgang 62,
der durch die Drehwelle 70 tritt, usw. auf die Innenseite
des inneren Druckrings 81 übertragen, wobei ein Hochdruck
stets auf die Fläche der
Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, die der Innenfläche des
inneren Druckrings 81 entspricht.
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Der
Druckverteilungsmechanismus beinhaltet ein Steuerventil 90 zum
Steuern der Richtung eines Flussdurchlaufes, einen ersten Flussdurchlauf F1
zum Verbinden des Steuerventils 90 mit der Innenseite des
inneren Druckrings 81, einen zweiten Flussdurchlauf F2
zum Verbinden des Steuerventils 90 mit der Innenseite des äußeren Druckrings 82 und einen
dritten Flussdurchlauf F3 zum Verbinden der Seite des Saugdurchlasses 34 mit
dem Steuerventil 90.
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Der
erste Flussdurchlauf F1, der zweite Flussdurchlauf F2 und der dritte
Flussdurchlauf F3 sind an der starren Spirale 30 ausgebildet.
Und das Steuerventil 90 ist an einer Seite der starren
Spirale 30 angebracht.
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Das
Steuerventil 90 ist ein Dreiwegventil zum wahlweisen Steuern
eines Dreiwegflussdurchlaufs.
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Bei
dem Druckverteilungsmechanismus ist, wenn der erste Flussdurchlauf
F1 und der zweite Flussdurchlauf F2 verbunden sind und der zweite Flussdurchlauf
F2 und der dritte Flussdurchlauf F3 durch Steuern des Steuerventils 90 geschlossen sind,
ein Hochdruck in dem Gehäuse 10 durch
den ersten und zweiten Flussdurchlauf F1 und F2 auf die Innenseite
des inneren Druckrings 81 und den äußeren Druckring 82 ausgeübt. Aufgrunddessen
ist ein Hochdruck auf die Fläche
der Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt, die der inneren Fläche des äußeren Druckrings 82 einschließlich des
Bereichs des inneren Druckrings 81 entspricht.
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Wenn
der zweite Flussdurchlauf F2 und der dritte Flussdurchlauf F3 verbunden
sind und der erste Flussdurchlauf F1 und der zweite Flussdurchlauf
F2 durch Steuern des Steuerventils 90 geschlossen ist, ist
ein Niederdruck durch den dritten Flussdurchlauf F3 und den zweiten
Flussdurchlauf und F2 auf die Innenseite des äußeren Druckrings 82 und
den äußeren Druckring 82 übertragen,
wodurch die Innenseite des äußeren Druckrings 82 in
einen Niederdruckzustand gebracht ist. Aufgrunddessen ist ein Hochdruck
auf die Fläche
der Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt, die der inneren Fläche des
inneren Druckrings 81 entspricht. Somit wird die Hochdruckfläche der
Rückseite
der kreisenden Spirale 40 verhältnismäßig geringer, und demgemäß ist ein
verhältnismäßig geringerer
Druck auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt.
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In
einem modifizierten Beispiel des Druckverteilungsmechanismus, wie
in 5 dargestellt, beinhaltet der Druckverteilungssteuermechanismus ein
Steuerventil 90 zum Steuern der Richtung eines Flussdurchlauf
s, einen vierten Flussdurchlauf F4 zum Verbinden der Innenseite
des äußeren Druckrings 82 mit
dem Steuerventil 90, einen fünften Flussdurchlauf F5 zum Verbinden
der Innenseite des inneren Druckrings 81 mit dem vierten
Flussdurchlauf F4, einen sechsten Flussdurchlauf F6 zum Verbinden
der Seite des Saugdurchlasses 34 mit dem Steuerventil 90,
einen siebten Flussdurchlauf F7 zum Verbinden des sechsten Flussdurchlaufs
F6 mit dem vierten Flussdurchlauf F4, ein Gegendruckregulierungsventil 92,
das an den siebten Flussdurchlauf F7 angebracht ist, und einen Öffnungsabschnitt 93,
der am fünften Flussdurchlauf
F5 vorgesehen ist. Das Gegendruckregulierungsventil ist allgemeine
Technik.
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Das
Steuerventil 90 ist ein Zweiwegventil zum wahlweisen Steuern
eines Zweiwegflussdurchlaufs.
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Der
vierte, fünfte,
sechste und siebte Flussdurchlauf F4, F5, F6 und F7 sind an der
starren Spirale 30 ausgebildet. Das Steuerventil 90 ist
auf einer Seite der starren Spirale 30 angebracht. Der Öffnungsabschnitt 93 ist
ein Abschnitt, an dem der Durchmesser einiger Teile des fünften Flussdurchlaufs
F5 kleiner als der anderer Teile ist.
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Bei
dem Druckverteilungsmechanismus ist, wenn der vierte Flussdurchlauf
F4 und der sechste Flussdurchlauf F6 verbunden sind durch Steuern
des Steuerventils 90 geschlossen sind, ein Hochdruck in dem
inneren Druckring 81 durch den fünften Flussdurchlauf F5, den Öffnungsabschnitt 93 und
den vierten Flussdurchlauf F4 auf den äußeren Druckring 82 ausgeübt. Dabei
ist der Hochdruck in dem inneren Druckring 81 durch den Öffnungsabschnitt 93 auf
die Innenseite des äußeren Druckrings 82 ausgeübt, womit
ein zwischenliegender Druckzustand, der etwas geringer als der Hochdruck
ist, ausgeübt
ist. Aufgrunddessen wird eine Hochdruck- und Zwischendruckfläche der
Rückseite
der kreisenden Spirale 40 verhältnismäßig größer. Falls ein übermäßiger Druck auf
die Innenseite des äußeren Druckrings 82 ausgeübt ist,
wird das Gegendruckregulierungsventil 92 geöffnet.
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Wenn
der vierte Flussdurchlauf F4 und der sechste Flussdurchlauf F6 durch
Steuern des Steuerventils 90 geöffnet ist, ist ein Niederdruck
der Seite des Saugdurchlasses 34 durch den sechsten Flussdurchlauf
F6 und den vierten Flussdurchlauf F6 auf die Innenseite des äußeren Druckrings 82 ausgeübt. Ein
Hochdruck in dem Gehäuse 10 ist
auf die Innenseite des inneren Druckrings 81 ausgeübt. Aufgrunddessen
ist ein Hochdruck auf die Fläche
der Rückseite
der kreisenden Spirale 42 ausgeübt, die der inneren Fläche des
inneren Druckrings 81 entspricht, und demgemäß ist ein
verhältnismäßig geringer
Druck auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt. Dabei ist eine kleine Menge öl durch
den Öffnungsabschnitt 93 zwischen
die Windung 42 der kreisenden Spirale und die Windung 32 der
starren Spirale zugeleitet.
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Im
folgenden wird die Betriebswirkung der Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Zunächst ist
der Betrieb des Verdichtungsmechanismus des Spiralverdichters dem
oben angegebenen ähnlich,
weswegen eine detaillierte Beschreibung davon weggelassen wird.
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Falls
der Spiralverdichter mit 100% Leistung betrieben ist, wie in 3 und 5 dargestellt,
ist das Steuerventil 90 des Drucksteuerungsmechanismus
zum Ausüben
eines verhältnismäßig hohen Drucks
auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 durch den Drucksteuerungsmechanismus
gesteuert. Durch Erhöhen
der Druckfläche
der Rückseite
der kreisenden Spirale 40, wie oben beschrieben, ist ein verhältnismäßig hoher
Druck auf die kreisende Spirale 40 ausgeübt.
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Wenn
ein Hochdruck auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, bewegt sich die kreisende
Spirale 40 zur starren Spirale 30, wenn er steigt,
um so die Endfläche
der Windung 42 der kreisenden Spirale und die Innenfläche der
starren Spirale 30, die der Windung 42 der kreisenden
Spirale zugekehrt ist, zu verdichten und gleichzeitig die Endfläche der
Windung 42 der starren Spirale und die obere Fläche des
Scheibenabschnitts 41 der kreisenden Spirale, die der Windung 32 der
starren Spirale zugekehrt ist, zu verdichten. Die Abdichtungsglieder 70,
die jeweils an die Endflächen
der Windung 32 der starren Spirale und der Windung 42 der
kreisenden Spirale gekoppelt sind, gehen in einen verdichteten Zustand über.
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Dies
verhindert einen Druckverlust zwischen den Verdichtungstaschen P,
die durch die Windung 32 der starren Spirale und der Windung 42 der
kreisenden Spirale gebildet sind. Das heißt, dies verhindert einen Druckverlust
zwischen den Verdichtungstaschen P im Niederdruckzustand, die an
der Kante der starren Spirale 30 angeordnet sind, und den
Verdichtungstaschen P im zwischenliegenden Druckzustand, die sich
auf halbem Weg zwischen der Kante und der Mitte der starren Spirale 30 befinden.
Außerdem
verhindert dies einen Druckverlust zwischen den Verdichtungstaschen
P im zwischenliegenden Druckzustand und den Verdichtungstaschen
P im Ablassdruckzustand, die an der Mitte der starren Spirale 30 angeordnet
sind.
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Folglich
erhält
der Ablassdruck, der zum Ablassrohr abgelassen ist, 100% einer eingestellten Leistung.
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Falls
der Spiralverdichter mit einer variablen Leistung betrieben ist,
wie in 6 und 7 dargestellt, ist das Steuerventil 90 des
Drucksteuerungsmechanismus zum Ausüben eines verhältnismäßig niedrigen
Drucks auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 durch den Drucksteuerungsmechanismus gesteuert.
Durch Erhöhen
der Druckfläche
der Rückseite
der kreisenden Spirale 40, wie oben beschrieben, ist ein
verhältnismäßig niedriger
Druck auf die kreisende Spirale 40 ausgeübt.
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Wenn
ein Niederdruck auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, bewegt sich die kreisende
Spirale 40 zur Seite des Hauptrahmens 20, wenn
die kreisende Spirale 40 fällt, wodurch sich ein Spalt
zwischen der Endfläche
der Windung 42 der kreisenden Spirale und der Innenfläche der
starren Spirale 30, die der Windung 42 der kreisenden
Spirale zugekehrt ist, befindet, und der Spalt ist durch das Abdichtungsglied 70 abgedichtet,
das an die Windung 32 der starren Spirale gekoppelt ist.
Gleichzeitig ist ein Spalt zwischen der Endfläche der Windung 32 der
starren Spirale und der oberen Fläche des Scheibenabschnitts 41 der
kreisenden Spirale, der der Windung 32 der starren Spirale
zugekehrt ist, hergestellt, und der Spalt ist durch das Abdichtungsglied 70 abgedichtet,
das an die Windung 32 der starren Spirale gekoppelt ist.
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Auf
diese Weise stehen, da die starre Spirale 30 und die kreisende
Spirale 40 durch die Abdichtungsglieder 70, die
an die Windung 32 der starren Spirale und die Windung 42 der
kreisenden Spirale gekoppelt sind, abgedichtet sind, die Verdichtungstaschen
P, die in den Bereichen angeordnet sind, in denen die Abdichtungsglieder
nicht vorkommen, miteinander in Verbindung, um so ein Kühlmittel
umzuleiten. Anders gesagt stehen die Verdichtungstaschen P, die
an der Kante der starren Spirale 30 angeordnet sind, und
die Verdichtungstaschen P, die an der Kante und der Mitte der starren
Spirale 30 angeordnet sind, miteinander in Verbindung,
wodurch der Ablassdruck des Kühlmittels,
das in die Ablassöffnung 33 abgelassen
ist, welche an der Mitte der starren Spirale 30 angeordnet
ist, vermindert und dementsprechend die Leistung reduziert ist.
Der Spalt zwischen den Verdichtungstaschen P, die an der Kante und
Mitte der starren Spirale 30 angeordnet sind, und den Verdichtungstaschen
P, die an der Mitte der starren Spirale 30 angeordnet sind,
ist durch die Abdichtungsglieder 70 abgedichtet, um so
einen Druckverlust zu verhindern.
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Folglich
wird der Ablassdruck, der zum Ablassrohr 13 abgelassen
ist, geringer als 100% einer eingestellten Leistung.
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Selbst
in dem Falle, in dem der Abdichtungsveränderungsmechanismus ausgeschlossen
und nur der Drucksteuerungsmechanismus vorgesehen ist, kann der
Verdichter mit 100% Leistung oder variabel betrieben sein. Das heißt, wenn
der Druck, der auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, durch den Drucksteuerungsmechanismus
verhältnismäßig größer hergestellt
ist, sind die Windung 42 der kreisenden Spirale und die
Windung 32 der starren Spirale in engem Kontakt mit ihrer
gegenüberliegenden
Seite abgedichtet, und dementsprechend ist der Spiralverdichter
mit einer 100%-igen Leistung betrieben. Und wenn der Druck, der
auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist, durch den Drucksteuerungsmechanismus
verhältnismäßig geringer hergestellt
ist, ist ein kleiner Spalt zwischen der Windung 42 der
kreisenden Spirale und der Windung 32 der starren Spirale
und ihren gegenüberliegenden Seiten
hergestellt, und dies ruft einen Druckverlust zwischen den Hochdruck-Verdichtungstaschen
P und den Niederdruck-Verdichtungstaschen
P hervor, und dementsprechend ist der Spiralverdichter mit einer
variablen Leistung betrieben.
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Auf
diese Weise steuert die Vorrichtung zur Veränderung einer Leistung eines
Spiralverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung den Druck, der auf die Rückseite der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist,
unter Nutzung des Drucks in dem Gehäuse 10, der in einem
Hochdruckzustand erhalten ist, und verändert die Leistung des Spiralverdichters
durch Verändern
von Abdichtungsbereichen gemäß dem Druck,
der auf die Rückseite
der kreisenden Spirale 40 ausgeübt ist.
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Wie
oben beschrieben ermöglicht
die Vorrichtung zur Veränderung
einer Leistung eines Spiralverdichters der vorliegenden Erfindung
den Betrieb in verschiedenen Modi unter der Betriebsbedingung einer
Klimaanlage, an der der Spiralverdichter angebracht ist, durch Verändern der
Leistung des Spiralverdichters, wodurch der Stromverbrauch der Klimaanlage
minimiert ist.