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Technisches
Gebiet
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittelverdichter, der einen Öltrennaufbau
bzw. Ölabscheidungsaufbau
zum Trennen bzw. Abscheiden eines Schmiermittelöls von Kältemittelgas auf einem Abgabeweg
von einem Verdichtungsmechanismus zu einem externen Kältemittelkreislauf
aufweist.
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Stand
der Technik
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Ein
Kältemittelverdichter
in Fahrzeugklimaanlagen bildet mit dem externen Kältemittelkreislauf einen
Kältemittelzirkulationskreislauf,
und betätigt reibungslos
einen Verdichtungsmechanismus durch Hinzufügen eines Schmiermittelöls (Kältemittelöls) zu einem
Kältemittelgas
und durch Zuführung
des Öls
zu dem Verdichtungsmechanismus. Der Kältemittelverdichter weist einen Öltrennaufbau
auf, der an dem Abgabeweg des Kältemittelgases
vorgesehen ist, um zu verhindern, dass Öl mit dem Kältemittelgas in den externen
Kältemittelkreislauf
austritt (z.B. mit Bezug auf JP 2000-2183). Falls das Öl in den
externen Kältemittelkreislauf
austritt, haftet das Öl
an der Innenwandfläche
eines Kondensators oder eines Verdampfers in dem externen Kältemittelkreislauf
an, wodurch eine Wärmeaustauscheffizienz
in dem externen Kältemittelkreislauf
verschlechtert wird.
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Der
in der JP 2000-2183 offenbarte Öltrennaufbau
ist in einem hinteren Gehäuse
vorgesehen, das das Gehäuse
des Kältemittelverdichters
bildet. Insbesondere ist eine Aufnahmekammer auf dem Abgabeweg in
dem hinteren Gehäuse
ausgebildet, und eine Unterteilung ist in der Aufnahmekammer eingebaut.
Die Unterteilung teilt die Aufnahmekammer in eine Teilungskammer
bzw. Abscheidungskammer für
eine Ölteilung
bzw. Ölabscheidung
und eine Übertragungskammer
bzw. Kommunikationskammer, die mit der Teilungskammer durch einen Übertragungsdurchgang
verbunden ist. Die Teilungskammer ist durch einen Einbringungsdurchgang
bzw. Einleitungsdurchgang in dem hinteren Gehäuse mit einer Abgabekammer
für Kältemittelgas
verbunden, und zudem durch einen Zufuhrdurchgang in dem hinteren
Gehäuse
mit einer Kurbelkammer in dem Kältemittelverdichter
verbunden. Die Übertragungskammer
ist durch einen Lieferdurchgang, der in dem hinteren Gehäuse ausgebildet
ist, mit einer Dämpferkammer
verbunden, wobei die Dämpferkammer
mit dem externen Kältemittelkreislauf
verbunden ist.
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In
dem in der JP 2000-2183 offenbarten Öltrennaufbau wird ein Kältemittelgas,
das zu der Abgabekammer abgegeben wird, durch den Einbringungsdurchgang
zu der Trennkammer eingebracht, und wirbelt entlang der inneren
Umfangsfläche
in der Trennkammer. Der in dem Kältemittelgas
enthaltene Ölnebel
wird dann durch eine Zentrifugalkraft abgesondert. Das Kältemittelgas
wird nach der Öltrennung
durch den Übertragungsdurchgang,
die Übertragungskammer,
den Lieferdurchgang und die Dämpferkammer
zu dem externen Kältemittelkreislauf
geliefert. Das in der Trennkammer abgetrennte Öl wird durch den Zufuhrdurchgang
zu der Kurbelkammer zugeführt,
wobei das Kältemittel
zur Fördermengenregelung
des Kältemittelverdichters
dient. Das zu der Kurbelkammer zugeführte Öl wird zu jedem Gleitteil bzw.
jedem gleitenden Teil in dem Kältemittelverdichter
zugeführt
und bietet dabei Schmier- und Kühleffekte.
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In
einem derartigen Kältemittelverdichter
ist eine weitere Verringerung des zu dem externen Kältemittelkreislauf
austretenden Schmiermittelöls
dringend verlangt, und die Verringerung des Austretens des Öls erfordert
ernsthaft eine Verbesserung einer Öltrennfähigkeit in dem Öltrennaufbau.
In dem Öltrennaufbau
JP 2000-2183 ist es vorstellbar, eine ausreichende Wirbelstrecke
bzw. einen ausreichenden Wirbelungsweg des Kältemittelgases in der Trennkammer
für die
Verbesserung einer Öltrennfähigkeit
zu gewährleisten.
Eine radial oder axial vergrößerte Trennkammer
(Aufnahmekammer) kann in dem hinteren Gehäuse ausgebildet sein, um die
ausreichende Wirbelstrecke des Kältemittelgases
zu gewährleisten.
Diese Vergrößerung des
hinteren Gehäuses
ergibt eine Zunahme einer Größe des Kältemittelverdichters.
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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Kältemittelverdichter, der in
der Lage ist, eine Öltrennfähigkeit
ohne eine Vergrößerung seiner
Größe zu verbessern.
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Darstellung
der Erfindung
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung bildet ein Kältemittelverdichter einen Kältemittelzirkulationskreislauf
mit einem externen Kältemittelkreislauf. Der
Kältemittelverdichter
weist ein Gehäuse,
einen Verdichtungsmechanismus und einen Öltrennaufbau auf. Das Gehäuse hat
eine Vielzahl von miteinander verbundenen Gehäusekomponenten. Der Verdichtungsmechanismus,
der ein Kältemittelgas
von dem externen Kältemittelkreislauf
für eine
Verdichtung bezieht und das verdichtete Kältemittelgas dorthin abgibt,
ist in dem Gehäuse
vorgesehen. Der Öltrennaufbau
ist auf einem Abgabeweg des Kältemittels,
das von dem Verdichtungsmechanismus in Richtung des externen Kältemittelkreislaufs
fließt,
zum Trennen eines in dem Kältemittelgas
enthaltenen Öls
vorgesehen. Der Öltrennaufbau
hat eine Vielzahl von Trennkammern zum zentrifugalen Trennen des Öls von dem
Kältemittelgas,
eine Ölspeicherkammer
zum Speichern des in der Vielzahl von Trennkammern getrennten Öls, einen
Verbindungsdurchgang und einen Öldurchgang.
Die Vielzahl von Trennkammern und die Ölspeicherkammer sind in einer
Umfangswandstärke
einer der Gehäusekomponenten
ausgespart, um in einer Querrichtung nebeneinander angeordnet zu
sein, die quer über
die Gehäusekomponente
verläuft.
Der Verbindungsdurchgang verbindet die Vielzahl von Trennkammern,
und erstreckt sich in der Querrichtung entlang dem Kältemittelgasfluss
in den Abgabeweg. Der Öldurchgangs
verbindet die Ölspeicherkammer
und die Trennkammern, und erstreckt sich in der Querrichtung.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung
darstellen.
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Technische Aufgabe
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Technische Lösung
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Die
Merkmale der Erfindung, die als neu angesehen werden, sind in ihren
wesentlichen Grundzügen
in den angefügten
Ansprüchen
dargelegt.
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Vorteilhafte Wirkungen
der Erfindung
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Kurze Beschreibung der
Abbildungen der Zeichnungen
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Die
Erfindung zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen kann am besten
mit Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeitigen bevorzugten Ausführungsbeispiele
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 ist
eine Längsquerschnittsansicht,
die einen Verdichter gemäß einem
Ausführungsbeispiel der
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Teilschnittansicht, die einen Öltrennaufbau des Verdichters
zeigt;
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3 ist
eine Querschnittsansicht aus Sicht der Linie III-III aus 2,
die den Öltrennaufbau zeigt;
und
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4 ist
eine Teilschnittansicht, die einen anderen Öltrennaufbau zeigt.
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Bester Weg zur Ausführung der
Erfindung
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Ein
Ausführungsbeispiel
eines variablen Verdrängungstaumelscheibenverdichters
für Fahrzeugklimaanlagen
gemäß dem Kältemittelverdichter
der Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf 1–3 beschrieben.
In der nachfolgenden Beschreibung entspricht die Richtung des in 1 gezeigten
Pfeils Y1 der "Vorderseiten-" und "Hinterseiten" (Längs-)Richtung
des variablen Verdrängungstaumelscheibenverdichters
und die Richtung des in 2 gezeigten Pfeils Y2 entspricht
dessen "Oberseiten" und "Unterseiten-"(Vertikal-)Richtung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist das Gehäuse des variablen Verdrängungstaumelscheibenverdichters
(nachfolgend einfach als „Verdichter" bezeichnet) 10 einen
Zylinderblock 11, ein vorderes Gehäuse 12, das fest mit
einem vorderen Ende des Zylinderblocks 11 verbunden ist,
und ein hinteres Gehäuse 13 auf,
das fest mit einem hinteren Ende des Zylinderblocks 11 durch
eine Ventilplattenbaugruppe 14 verbunden ist. Jedes von
dem Zylinderblock 11, dem vorderen Gehäuse 12 und dem hinteren
Gehäuse 13 dient
als eine Gehäusekomponente.
Der Zylinderblock 11 hat eine zylindrische Form und eine
im Wesentlichen zylindrische Wand oder eine äußere Umfangswand 40.
Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 11a ist in dem Zylinderblock 11 in
der Längsrichtung des
Verdichters 10 ausgebildet. Das vordere Gehäuse 12 hat
eine zylindrische Form mit einem Boden an seinem vorderen Ende,
und das hintere Gehäuse 13 hat
eine zylindrische Form, die an ihrem hinteren Ende abgedeckt ist.
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Der
Zylinderblock 11 und das vordere Gehäuse 12 stützen drehbar
eine Drehwelle 16. Die Drehwelle 16 ist durch
einen Kupplungsmechanismus wie z.B. eine elektromagnetische Kupplung
mit einer Fahrzeugmaschine verbunden und die Drehwelle 16 wird über den
Kupplungsmechanismus durch die Fahrzeugmaschine angetrieben, wenn
die Fahrzeugmaschine betrieben wird.
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Der
Zylinderblock 11 und das vordere Gehäuse 12 formen eine
Kurbelkammer 15. In der Kurbelkammer 15 ist eine
Drehstütze 19 fest
an der Drehwelle 16 montiert, um einstückig mit der Drehwelle 16 drehbar
zu sein. In der Kurbelkammer 15 stützt die Drehwelle 16 eine
Taumelscheibe 20, so dass sie gleitbar und neigbar in der
axialen Richtung der Drehwelle 16 ist. Ein Gelenkmechanismus 21 ist zwischen
die Drehstütze 19 und
die Taumelscheibe 20 eingefügt, und ermöglicht der Taumelscheibe 20, sich
relativ zu der Drehwelle 16 zu neigen und einstückig mit
der Drehwelle 16 zu drehen. In dem Zylinderblock 11 sind
die Zylinderbohrungen 11a über den Zylinderblock 11 in
gleichmäßigen Abständen um
die Drehwelle 16 ausgebildet, und jede Zylinderbohrung 11a nimmt
einen Einkopfkolben 22 auf. Ein Ende einer jeden Zylinderbohrung 11a ist
durch die vorderseitige Fläche
der Ventilplattenbaugruppe 14 geschlossen. Die hinterseitige
Endfläche
des zugehörigen
Kolbens 22 und die vorderseitige Fläche der Ventilplattenbaugruppe 14 bilden
eine Verdichtungskammer (nicht gezeigt) in jeder Zylinderbohrung 11a. Das
Volumen der Verdichtungskammer verändert sich gemäß dem Hin-
und Herbewegen des zugehörigen
Kolbens 22. Jeder Kolben 22 ist mit einem äußeren Randabschnitt der Taumelscheibe 20 über ein Paar
von Schuhen 30 verbunden, um eine Drehbewegung der Taumelscheibe 20 in
eine lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens 22 über die
Schuhe 30 umzuwandeln.
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Die
hintere Fläche
der Ventilplattenbaugruppe 14 und das hintere Gehäuse 13 bilden
eine Ansaugkammer 23 und eine Abgabekammer 24.
Die Ventilplattenbaugruppe 14 hat eine Vielzahl von Ansauganschlüssen 25 und
Ansaugventilen 26 in Verbindung mit jedem Kolben 22.
Das Kältemittelgas
in der Ansaugkammer 23 wird durch den Ansauganschluss 25 und
das Ansaugventil 26 in die Verdichtungskammer durch Bewegung
eines jeden Kolbens 22 von einem oberen Totpunkt in Richtung
eines unteren Totpunkts in Verbindung mit einer Drehung der Drehwelle 16 gesaugt.
Die Ventilplattenbaugruppe 14 weist eine Vielzahl von Abgabeanschlüssen 27 und
Abgabeventilen 28 in Verbindung mit jedem Kolben 22 auf.
Das in die Verdichtungskammer gesaugte Kältemittelgas wird auf einen
vorbestimmten Druck durch Bewegung des Kolbens 22 von einem
unteren Totpunkt in Richtung eines oberen Totpunkts in Verbindung
mit einer Drehung der Drehwelle 16 verdichtet, und durch
den Abgabeanschluss 27 und das Abgabeventil 28 in
die Abgabekammer 24 abgegeben. Die Drehwelle 16,
die Drehstütze 19,
die Taumelscheibe 20, der Kolben 22 und die Verdichtungskammer
bilden einen Verdichtungsmechanismus in dem Gehäuse des Verdichters 10.
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Eine
Abdeckung 51 ist mit einem oberen Abschnitt der Umfangswand 40 des
Zylinderblocks 11 durch eine Dichtung 50 verbunden.
Eine Dämpferkammer 17a ist
durch die Abdeckung 51 und die Dichtung 50 ausgebildet.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist ein Öltrennaufbau
S unter der Dämpferkammer 17a an
der Umfangswand 40 des Zylinderblocks 11 vorgesehen.
Das Kältemittelgas
wird in den Öltrennaufbau
S zur Öltrennung
eingebracht, und wird in die Dämpferkammer 17a abgegeben.
Ein Einbringungsdurchgang 18 ist in der Ventilplattenbaugruppe 14 und
dem Zylinderblock 11 ausgebildet, um die Abgabekammer 24 mit
dem Öltrennaufbau
S zu verbinden. Das Kältemittelgas,
das von dem Verdichtungsmechanismus in die Abgabekammer 24 abgegeben
worden ist, wird in den Öltrennaufbau
S durch den Einbringungsdurchgang 18 eingebracht.
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Ein
Kältemittelzirkulationskreislauf
für Fahrzeugklimaanlagen
besteht auch dem Verdichter 10 und einem externen Kältemittelkreislauf 29.
Der externe Kältemittelkreislauf 29 weist
einen Kondensator 29a, ein Expansionsventil 29b und
einen Verdampfer 29c auf. Ein Kältemitteldurchgang 39 verbindet
die Dämpferkammer 17a mit
dem Kondensator 29a des externen Kältemittelkreislaufs 29.
Das Druckpulsieren des Kältemittelgases,
das in die Dämpferkammer 17a abgegeben
wird, wird durch einen Dämpfereffekt nach
einer Expansionsart der Dämpferkammer 17a abgeschwächt. Die
Abgabekammer 24, der Einbringungsdurchgang 18,
der Öltrennaufbau
S, die Dämpferkammer 17a und
der Kältemitteldurchgang 39 bilden
einen Abgabeweg zum Durchleiten des Kältemittelgases, das von dem
Verdichtungsmechanismus abgegeben und zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 geliefert
wird. Das in die Dämpferkammer 17a abgegebene
Kältemittelgas
fließt
zu dem Kondensator 29a, dem Expansionsventil 29b,
dem Verdampfer 29c, und wird durch die Ansaugkammer 23 in
den Verdichtungsmechanismus gezogen.
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Ein
Ausgabedurchgang 32, ein Zuführdurchgang 33 und
ein Steuerventil 34 sind in dem Gehäuse des Verdichters 10 vorgesehen.
Der Ausgabedurchgang 32 weist einen Durchgang 32a,
der in der axialen Mitte der Drehwelle 16 ausgebildet ist,
und ein Durchgangsloch 32b auf, das in dem Zylinderblock 11 und
in der Ventilplattenbaugruppe 14 ausgebildet ist, und verbindet
die Kurbelkammer 15 mit der Ansaugkammer 23. Der
Zuführdurchgang 33 verbindet die
Abgabekammer 24 mit der Kurbelkammer 15, und das
Steuerventil 34 ist in dem Zuführdurchgang 33 angeordnet.
Der Unterschied zwischen der Menge des Hochdruckabgabegases, das
in die Kurbelkammer 15 durch den Zuführdurchgang 33 eingebracht
wird, und der Menge des Kältemittelgases, das
aus der Kurbelkammer 15 durch den Ausgabedurchgang 32 ausfließt, wird
durch Einstellen der Öffnungsgröße des Steuerventils 34 gesteuert,
und der Druck in der Kurbelkammer 15 wird festgelegt. Der Unterschied
zwischen dem Druck in der Kurbelkammer 15 und dem Druck
in der Verdichtungskammer wird gemäß einer Druckveränderung
in der Kurbelkammer 15 verändert und der Neigungswinkel
der Taumelscheibe 20 wird verändert. Als ein Ergebnis ist der
Hub des Kolbens 22 oder die Verdrängung des Verdichters 10 eingestellt.
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Der Öltrennaufbau
S des Verdichters 10 ist als nächstes beschrieben. Wie in 1 und 2 gezeigt
ist, ist die Umfangswand 40 des Zylinderblocks 11 in
einer im Wesentlichen zylindrischen Form um die Drehwelle 16 ausgebildet,
um eine vorbestimmte Dicke an der äußeren Umfangsseite einer jeden
Zylinderbohrung 11a aufzuweisen. Die Umfangswand 40 hat
einen rechteckigen schaftartigen Vorsprungsabschnitt 40a unter
der Abdeckung 51 über
die Dichtung 50 hinweg. Der Öltrennaufbau S ist in dem Vorsprungsabschnitt 40a vorgesehen.
Der Vorsprungsabschnitt 40a ist ein Verbindungsteil, um mit
der Abdeckung 51 verbunden zu werden, um die Dämpferkammer 17a auszubilden.
Somit ist der Öltrennaufbau
S unter Verwendung des existierenden Vorsprungsabschnitt 40a vorgesehen,
ohne ein Spezialbauteil hinzuzufügen.
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Wie
in 2 und 3 gezeigt ist, ist der Vorsprungsabschnitt 40a des
Zylinderblocks 11 mit einer ersten Teilungskammer 41,
einer zweiten Teilungskammer 42 und einer Ölspeicherkammer 43 vorgesehen,
die vertikal ausgespart sind. Die Teilungskammern 41, 42 und
die Ölspeicherkammer 43 bilden
den Öltrennaufbau
S. Die Dichtung 50 schließt die Öffnungen der ersten Teilungskammer 41 und
der Ölspeicherkammer 43 an
der oberen Fläche
des Vorsprungsabschnitts 40a. Die erste Teilungskammer 41,
die zweite Teilungskammer 42 und die Ölspeicherkammer 43 sind
innerhalb der Dicke der Umfangswand 40 (Vorsprungsabschnitt 40a)
des Zylinderblocks 11 ausgespart und in der Quer- oder
Horizontalrichtung aus Sicht des vorderen Endes des Verdichters 10 nebeneinander
angeordnet. Die Querrichtung gibt die Richtung an, die linear über einen äußeren Randabschnitt
des Zylinderblocks 11 verläuft, wo sich die Zylinderbohrungen 11a nicht
befinden. Die zweite Trennkammer 42 ist neben der ersten Trennkammer 41 in
der Querrichtung angeordnet und die Ölspeicherkammer 43 ist
neben der zweiten Trennkammer 42 in der Querrichtung angeordnet. Vorzugsweise
befinden sich die Trennkammern 41, 42 und die Ölspeicherkammer 43 in
einer horizontalen Richtung, wenn der Verdichter 10 in
dem Kältemittelzirkulationskreislauf
eingebaut wird. Die zweite Trennkammer 42 ist so vorgesehen,
dass sie sich etwas näher
an der Vorderseite als die erste Trennkammer 41 befindet.
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Die
erste Trennkammer 41 ist an der stromabwärtigen Seite
der Abgabekammer 24 (Verdichtungsmechanismus) entlang der
Richtung des Kältemittelgasflusses
in dem Abgabeweg vorgesehen, und trennt das in dem Kältemittelgas
enthaltene Öl zentrifugal.
Eine innere Umfangsfläche 41a der
ersten Teilungskammer 41 ist zylindrisch mit einem kreisförmigen Bereich
ausgebildet. Eine Öffnung oder
ein Auslass 18a des Einbringungsdurchgangs 18 ist
an der inneren Umfangsfläche 41a der
ersten Trennkammer 41 geöffnet. Der Auslass 18a des
Einlassdurchgangs 18 ist in einer Position ausgebildet, die
näher an
der zweiten Trennkammer 42 als die erste Achse L1 der ersten
Trennkammer 14 liegt. Der Einlassdurchgang 18 erstreckt
sich linear von der Abgabekammer 24 zu der ersten Trennkammer 41 in der
axialen Richtung der Drehwelle 16. Daher wird das Kältemittelgas,
das in den Einlassdurchgang 18 fließt, durch den Auslass 18a in
die erste Trennkammer 41 eingebracht, um entlang der inneren
Umfangsfläche 41a der
ersten Trennkammer 41 zu fließen. Das in die erste Trennkammer 41 eingebrachte Kältemittelgas
wirbelt entlang der inneren Umfangsfläche 41a, wobei der Ölnebel,
der in dem Kältemittelgas
enthalten ist, durch die Zentrifugalkraft getrennt wird.
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Wie
durch die zweigepunktete gestrichelte Linie in 2 und
die punktierte Linie in 3 gezeigt ist, erstreckt sich
ein erster Öldurchgang 44 in der
Querrichtung. Die erste Trennkammer 41 steht mit der Ölspeicherkammer 43 durch
den ersten Öldurchgang 44 in
Verbindung. Ein erster Öleinlass 44a oder
eine Öffnung
des ersten Öldurchgangs 44 ist
an der inneren Umfangsfläche 41a der
ersten Trennkammer 41 geöffnet, und ein erster Ölauslass 44b oder
die andere Öffnung
des ersten Öldurchgangs 44 ist
zu der Ölspeicherkammer 43 geöffnet. Das
von dem Kältemittelgas
in der ersten Trennkammer 41 getrennte Öl wird durch den ersten Öleinlass 44a in den
ersten Öldurchgang 44 eingebracht,
und über den
ersten Ölauslass 44b in
die Ölspeicherkammer 43 abgegeben.
Der erste Öleinlass 44a ist
an der Bodenseite der ersten Trennkammer 41 ausgebildet und
befindet sich unter dem Auslass 18a des Einbringungsdurchgangs 18.
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Die
zweite Trennkammer 42 ist an der stromabwärtigen Seite
der ersten Trennkammer 41 in der Richtung des Kältemittelgasflusses
in dem Abgabeweg vorgesehen, um das in dem Kältemittelgas enthaltene Öl zentrifugal
zu trennen. Eine innere Umfangsfläche 42a der zweiten
Trennkammer 42 ist zylindrisch mit einem kreisförmigen Bereich
ausgebildet. Die zweite Trennkammer 42 ist mit der Dämpferkammer 17a über ein
Durchgangsloch 50a verbunden, das in der Dichtung 50 ausgebildet
ist. Ein Wirbelflussausbildungsbauteil 45 ist über einen
Presssitz in die obere Seite der zweiten Trennkammer 42 eingepasst.
Das Wirbelflussausbildungsbauteil 45 ist durch einen Zylinder 45a und
einen daran einstückig ausgebildeten
Flansch 45b ausgebildet. Der Zylinder 45a hat
einen Durchmesser, der kleiner als der der Innenumfangsfläche 42a der
zweiten Trennkammer 42 ist. Der Flansch 45b erstreckt
sich radial von dem oberen Ende des Zylinders 45a. Der
Flansch 45b hat einen Durchmesser, der leicht größer als
der der zweiten Trennkammer 42 ist.
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Die
Zylinder 45a-Seite des Wirbelflussausbildungsbauteils 45 ist
in die zweite Trennkammer 42 eingefügt und das Umfangsende des
Flansches 45b drückt
auf die innere Umfangsfläche 42a der
zweiten Trennkammer 42, wodurch das Wirbelflussausbildungsbauteil 45 fest
in der zweiten Trennkammer 42 aufgenommen ist. In diesem
aufgenommenen Zustand ist der Zylinder 45a konzentrisch
mit der zweiten Achse L2 der zweiten Trennkammer 42 vorgesehen,
und von der Innenumfangsfläche 42a der
zweiten Trennkammer 42 getrennt. Ein ringförmiger Raum
ist durch die äußere Umfangsfläche des
Zylinders 45a und die innere Umfangsfläche 42a der zweiten
Trennkammer 42 ausgebildet, so dass Kältemittelgas darin wirbeln
kann. Die zweite Trennkammer 42 ist von der Dämpferkammer 17a durch
den Flansch 45b getrennt. Die zweite Trennkammer 42 ist
mit der Dämpferkammer 17a durch
die Innenseite des Zylinders 45a verbunden.
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Ein
Verbindungsdurchgang 46 ist zwischen der ersten Trennkammer 41 und
der zweiten Trennkammer 42 in dem Vorsprungsabschnitt 40a ausgebildet,
um die erste Trennkammer 41 mit der zweiten Trennkammer 42 zu
verbinden. Der Verbindungsdurchgang 46 erstreckt sich in
der Querrichtung. Die erste Trennkammer 41 steht mit der
zweiten Trennkammer 42 durch den Verbindungsdurchgang 46 in Verbindung.
Eine Öffnung
des Verbindungsdurchgangs 46 ist an der inneren Umfangsfläche 41a der ersten
Trennkammer 41 geöffnet
und bildet einen Gaseinlass 46a des Kältemittelgases von der ersten Trennkammer 41 zu
dem Verbindungsdurchgang 46 aus. Die andere Öffnung des
Verbindungsdurchgangs 46 ist an der inneren Umfangsfläche 42a der zweiten
Trennkammer 42 geöffnet
und bildet einen Gasauslass 46b des Kältemittelgases von dem Verbindungsdurchgang 46 zu
der zweiten Trennkammer 42 aus. Und zwar fließt das in
der ersten Trennkammer 41 gewirbelte Kältemittelgas in dem Verbindungsdurchgang 46 und
wird in die zweite Trennkammer 42 geliefert.
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Der
Gaseinlass 46a des Verbindungsdurchgangs 46 ist
in einer Position ausgebildet, die näher an der zweiten Trennkammer 42 als
die erste Achse L1 der ersten Trennkammer 41 liegt. Ferner
ist der Gasauslass 46b des Verbindungsdurchgangs 46 in einer
Position ausgebildet, die näher
an der ersten Trennkammer 41 als die zweite Achse L2 der
zweiten Trennkammer 42 liegt. Der Verbindungsdurchgang 46 ist
ausgebildet, um sich linear von der ersten Trennkammer 41 zu
der zweiten Trennkammer 42 zu erstrecken. Der Gaseinlass 46a und
der Gasauslass 46b des Verbindungsdurchgangs 46 sind
vertikal höher
als der Auslass 18a des Einbringungsdurchgangs 18 ausgebildet
und der Gasauslass 46b ist in einer Position ausgebildet,
die der äußeren Fläche des
Zylinders 45a gegenüberliegt.
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Die
zweite Trennkammer 42 ist mit der Ölspeicherungskammer 43 durch
einen zweiten Öldurchgang 47 verbunden,
der sich in der Querrichtung erstreckt. Ein zweiter Öleinlass 47a oder
eine Öffnung
des zweiten Öldurchgangs 47 ist
an der Innenumfangsfläche 42a der
zweiten Trennkammer 42 geöffnet, und ein zweiter Ölauslass 47b oder
die andere Öffnung
des zweiten Öldurchgangs 47 ist
zu der Ölspeicherkammer 43 geöffnet. Das
von dem Kältemittelgas
in der zweiten Trennkammer 42 getrennte Öl tritt
durch den zweiten Öleinlass 47a in
den zweiten Öldurchgang 47,
und wird durch den zweiten Ölauslass 47b in
die Ölspeicherkammer 47 abgegeben.
Ferner ist die Ölspeicherkammer 43 mit
der Kurbelkammer 15 durch einen Ölzufuhrdurchgang (nicht gezeigt)
verbunden, der in dem Zylinderblock 11 ausgebildet ist.
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Das
in die Abgabekammer 24 abgegebene Kältemittel fließt nacheinander
in den Einbringungsdurchgang 18, die erste Trennkammer 41,
den Verbindungsdurchgang 46, die zweite Trennkammer 42 (genauer
gesagt die Innenseite des Zylinders 45a) und die Dämpferkammer 17a,
und wird in den externen Kältemittelkreislauf 29 abgegeben.
Daher bilden die Abgabekammer 24, der Einbringungsdurchgang 18,
die erste Trennkammer 41, der Verbindungsdurchgang 46,
die zweite Trennkammer 42 und die Dämpfungskammer 17a einen
Abgabeweg in dem Gehäuse
des Verdichters 10 zum Hindurchführen des Kältemittelgases, das von dem
Verdichtungsmechanismus zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 abgegeben
worden ist. Der Einbringungsdurchgang 18, die erste Trennkammer 41,
die zweite Trennkammer 42, die Ölspeicherkammer 43,
der erste Öldurchgang 44,
der Verbindungsdurchgang 46 und der zweite Öldurchgang 47 bilden
den Öltrennaufbau
S zum Trennen des in dem Kältemittelgas
enthaltenen Öls,
das von der Abgabekammer 24 zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 auf
dem Abgabeweg fließt.
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Der Öltrennmechanismus
durch den Öltrennaufbau
S ist nachfolgend beschrieben. Der Fluss des Kältemittelgases ist durch die
zweigepunktete gestrichelte Linie in 3 gezeigt.
Das in die Abgabekammer 24 abgegebene Kältemittelgas wird durch den
Einbringungsdurchgang 18 in die erste Trennkammer 41 eingebracht,
und wirbelt entlang der inneren Umfangsfläche 41a in der ersten
Trennkammer 41. Anschließend wird der in dem Kältemittelgas
enthaltene Ölnebel
durch die Zentrifugalkraft getrennt. In der inneren Umfangsfläche 41a der
ersten Trennkammer 41 befindet sich der Auslass 18a des
Einbringungsdurchgangs 18 niedriger als der Gaseinlass 46a des
Verbindungsdurchgangs 46. Daher wird das Kältemittelgas,
das durch den Auslass 18a in die erste Trennkammer 41 eingebracht
worden ist, nicht direkt in den Gaseinlass 46a eingebracht,
sondern nach einem Aufsteigen während
einem Wirbeln entlang der inneren Umfangsfläche 41a. Das von dem
Kältemittelgas
getrennte Öl
wird auf der Bodenseite der ersten Trennkammer 41 durch
sein eigenes Gewicht angesammelt. Da sich der Gaseinlass 46a des
Verbindungsdurchgangs 46 jedoch auf der oberen Seite in
der inneren Umfangsfläche 41a befindet,
wird das in der ersten Trennkammer 41 gesammelte Öl kaum durch
den Verbindungsdurchgang 46 zu der zweiten Trennkammer 42 mitgenommen.
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Das
Kältemittelgas,
das nach der Öltrennung eine
geringe Menge von Öl
enthält,
tritt von der ersten Trennkammer 41 durch den Gaseinlass 46a in den
Verbindungsdurchgang 46 ein, fließt in dem Verbindungsdurchgang 46,
und wird dann in die zweite Trennkammer 42 durch den Gasauslass 46b eingebracht,
und wirbelt entlang dem Zylinder 45a und der inneren Umfangsfläche 42a der
zweiten Trennkammer 42. Der Ölnebel, der nicht in der ersten
Trennkammer 41 getrennt wurde und immer noch in dem Kältemittelgas
enthalten ist, wird durch die Zentrifugalkraft getrennt. Zu dieser
Zeit, da der Gasauslass 46b des Verbindungsdurchgangs 46 der äußeren Umfangsfläche des
Zylinders 45a gegenüberliegend ausgebildet
ist, wird das zu der zweiten Trennkammer 42 gelieferte
Kältemittelgas
nicht direkt von dem unteren Ende des Zylinders 45a in
den Zylinder 45a eingebracht, sondern wird erst in den
Zylinder 45a eingebracht, nachdem es abgestiegen ist, während es
dazu gezwungen wird, um den Zylinder 45a zu wirbeln. Das
Kältemittelgas,
von dem das Öl
getrennt wurde, wird in die Dämpferkammer 17a durch
die Innenseite des Zylinders 45a abgegeben, und weiter
zu dem externen Kältemittelkreislauf
abgegeben. Das in der ersten Trennkammer 41 getrennte Öl tritt
in den ersten Öldurchgang 44 durch
den ersten Öleinlass 44a ein,
und wird durch den ersten Ölauslass 44b in die Ölspeicherkammer 43 abgegeben.
Das in der zweiten Trennkammer 42 abgetrennte Öl tritt
durch den zweiten Öleinlass 47a in
den zweiten Öldurchgang 47 ein,
und wird durch den zweiten Ölauslass 47b in
die Ölspeicherkammer 43 abgegeben.
Somit wird das von dem Kältemittelgas
getrennte Öl
in der Ölspeicherkammer 43 gespeichert.
Das in der Ölspeicherkammer 43 gespeicherte Öl wird zu
der Kurbelkammer 15 durch den Ölzufuhrdurchgang aufgrund des
Druckunterschieds zwischen der ersten und der zweiten Trennkammer 41, 42 (ein
Abgabedruckbereich) und der Kurbelkammer 15 (ein Niederdruckbereich)
zugeführt.
Das zu der Kurbelkammer 15 zugeführte Öl wird zu jedem Gleitteil zugeführt, wie
z.B. einem Verbindungsteil zwischen dem Kolben 22 und dem
Schuh 30 oder einem Verbindungsteil zwischen dem Schuh 30 und
der Taumelscheibe 20, um Schmier- und Kühleffekte zu bieten.
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Das
dargestellte Ausführungsbeispiel
hat die folgenden Vorteile:
- (1) Die erste Trennkammer 41,
die zweite Trennkammer 42 und die Ölspeicherkammer 43 sind
in der Querrichtung angeordnet, um in der Dicke der Umfangswand 40 des
Zylinderblocks 11 (Gehäusekomponente) über den
Vorsprungsabschnitt 40a zu verlaufen, und die erste Trennkammer
und die zweite Trennkammer 42 sind durch den Verbindungsdurchgang 46 verbunden,
der sich in der Querrichtung erstreckt. Daher wird, während das Kältemittelgas
durch die erste Trennkammer 41 und die zweite Trennkammer 42 hindurchtritt
und zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 geschickt wird,
das in dem Kältemittelgas
enthaltene Öl
zentrifugal in der ersten Trennkammer 41 und anschließend weiter
zentrifugal in der zweiten Trennkammer 42 abgetrennt. Demnach
wird die Wirbelstrecke des Kältemittelgases
auf seinem Weg durch den Öltrennaufbau
S lang, im Vergleich zu z.B. einem Fall, in dem das Kältemittelgas
nur in der ersten Trennkammer 41 gewirbelt wird. Somit
kann eine Öltrennfähigkeit
verbessert werden. Obwohl die zwei Trennkammern 41 und 42 in
der Umfangswand 40 des Zylinderblocks 11 vorgesehen
sind, um die Wirbelstrecke des Kältemittelgases
zu verlängern,
wird die Dicke der Umfangswand 40 nicht vergrößert, da
die zwei Trennkammern 41 und 42 nicht fortlaufend
in der Dickenrichtung (Vertikalrichtung) der Umfangswand 40 ausgebildet
sind, sondern in der Querrichtung nebeneinander angeordnet sind.
Daher kann eine lange Wirbelstrecke des Kältemittelgases ohne eine Vergrößerung des
Zylinderblocks 11 unter der Einschränkung, sich innerhalb der Dicke
des Zylinderblocks 11 zu befinden, gewährleistet werden, und eine
Verbesserung in einer Öltrennfähigkeit
kann ohne eine Vergrößerung der
Größe des Verdichters 10 erhalten
werden.
- (2) Die erste Trennkammer 41, die zweite Trennkammer 42 und
die Ölspeicherkammer 43 sind
innerhalb der Dicke der Umfangswand 40 des Zylinderblocks 11 vorgesehen,
und der Verbindungsdurchgang 46, der die erste Trennkammer 41 mit der
zweiten Trennkammer 42 verbindet, ist ausgebildet, um sich
in der Querrichtung zu erstrecken. Der erste Öldurchgang 45 und
der zweite Öldurchgang 47,
die jeweils die Trennkammern 41 und 42 mit der Ölspeicherkammer 43 verbinden, sind
ausgebildet, um sich in der Querrichtung zu erstrecken. Daher kann
der Öltrennaufbau
S, dessen Öltrennfähigkeit
ohne eine Vergrößerung des Zylinderblocks 11 durch
Ausbilden jedes Durchgangs 44, 46, 47 in
der Dickenrichtung (Vertikalrichtung) der Umfangswand 40 verbessert
ist, ohne eine Vergrößerung der
Größe des Verdichters 10 vorgesehen
sein.
- (3) Die erste Trennkammer 41 ist innerhalb der Dicke
der Umfangswand 40 des Zylinderblocks 11 vorgesehen,
und ihre Tiefe ist eingeschränkt.
Daher kann das in der ersten Trennkammer 41 abgetrennte Öl einfach
zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 gebracht
werden, falls der Öltrennaufbau
S nur aus der ersten Trennkammer 41 gebildet wird. Durch
Vorsehen der zweiten Trennkammer 42 kann das Öl jedoch
zudem in der zweiten Trennkammer 42 abgetrennt werden,
auch wenn es von der ersten Trennkammer 41 durch den Verbindungsdurchgang 46 in
die zweite Trennkammer 42 gebracht wird. Demnach kann das Austreten
des Öls
zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 ohne
eine Vergrößerung der
Tiefe der Trennkammern oder Vergrößerung des Zylinderblocks 11 unterdrückt werden.
- (4) Der Gaseinlass 46a des Verbindungsdurchgangs 46 in
der ersten Trennkammer 41 befindet sich an der oberen Seite
der ersten Trennkammer 41, so dass das einmal in der ersten
Trennkammer 41 gespeicherte Öl schwer zu der zweiten Trennkammer 42 mitgenommen
werden kann.
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In
der inneren Umfangsfläche 41a der
ersten Trennkammer 41 sind der Auslass 18a des
Einbringungsdurchgangs 18 und der Gaseinlass 46a des Verbindungsdurchgangs 46 in
verschiedenen Positionen in der Höhenrichtung ausgebildet. Der
Gaseinlass 46a des Verbindungsdurchgangs 46 ist
höher als der
Auslass 18a des Einbringungsdurchgangs 18. Daher
kann verhindert werden, dass das in die erste Trennkammer 41 eingebrachte
Kältemittelgas
unmittelbar in den Gaseinlass 46a eingebracht und zu der zweiten
Trennkammer 42 geliefert wird, im Vergleich zu einem Fall,
in dem der Auslass 18a des Einbringungsdurchgangs 18 in
derselben Höhe
wie der Gaseinlass 46a des Verbindungsdurchgangs 46 ausgebildet
ist. Die Wirbelstrecke des Kältemittelgases
in der ersten Trennkammer 41 kann somit gewährleistet werden,
um die Öltrennfähigkeit
zu verbessern.
- (6) Der Gasauslass 46b des
Verbindungsdurchgangs 46 ist in einer Position ausgebildet,
die der äußeren Umfangsfläche des
Zylinders 45a gegenüberliegt.
Daher kann verhindert werden, dass das zu der zweiten Trennkammer 42 gelieferte Kältemittelgas
unmittelbar zu der Dämpferkammer 17a durch
die Innenseite des Zylinders 45a abgegeben wird, ohne um
den Zylinder 45a zu wirbeln, im Vergleich zu einem Fall,
in dem sich der Gasauslass 46b niedriger als der Zylinder 45a befindet.
Und zwar kann das zu der zweiten Trennkammer 42 gelieferte
Kältemittelgas
um dem Zylinder 45a gewirbelt werden und die Öltrennfähigkeit
kann verbessert werden, im Vergleich zu einem Fall, in dem sich
der Gasauslass 46b unterhalb des Zylinders 45a befindet.
- (7) Der Verbindungsdurchgang 46 ist linear in einer
Position ausgebildet, in der das in der ersten Trennkammer 41 wirbelnde
Kältemittelgas
zu der zweiten Trennkammer 42 geliefert werden kann, ohne
die Richtung des Wirbelflusses zu verändern. Daher wird die Fließgeschwindigkeit
des von der ersten Trennkammer 41 zu der zweiten Trennkammer 42 gelieferten
Kältemittegases nicht
verringert, und die Verschlechterung einer Öltrennfähigkeit, die sich aus einer
Verringerung in einer Fließgeschwindigkeit
ergibt, kann unterdrückt
werden.
- (8) Der Verbindungsdurchgang 46 ist in einer Position
ausgebildet, die die erste Trennkammer 41 mit der zweiten
Trennkammer 42 über
einen geringen Abstand verbindet. Daher kann Kältemittelgas durch den Verbindungsdurchgang 46 ohne eine
Verringerung in einer Fließgeschwindigkeit hindurchtreten,
und die Verschlechterung einer Öltrennfähigkeit,
die sich aus einer Verringerung in einer Fließgeschwindigkeit ergibt, kann
unterdrückt
werden.
- (9) Der Zylinder 45a ist in der zweiten Trennkammer 42 vorgesehen,
und das Kältemittelgas
kann durch den Zylinder 45a gezwungen gewirbelt werden.
Daher kann die Öltrennfähigkeit
in der zweiten Trennkammer 42 verbessert werden, im Vergleich
zu einem Fall, in dem das Kältemittelgas entlang
der inneren Umfangsfläche 42a der
zweiten Trennkammer 42 ohne einen Zylinder wirbelt, und
beinahe das gesamte Öl,
das in dem Kältemittelgas
enthalten ist, wird in der zweiten Trennkammer 42 abgetrennt.
Folglich kann ein Austreten des Öls
zu dem externen Kältemittelkreislauf 29 im
Wesentlichen ausgeschlossen werden.
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Wege(e) zur Ausführung der
Erfindung
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Die
vorhergehend genannten Ausführungsbeispiele
der Erfindung können
wie nachfolgend beschrieben abgewandelt werden.
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Wie
in 4 gezeigt ist, kann in dem vorhergehend genannten
Ausführungsbeispiel
ein zylindrischer oder säulenartiger
Trennabschnitt 52 hervorstehend auf der Bodenfläche der
ersten Trennkammer 41 vorgesehen sein, so dass das Kältemittelgas, das
in die erste Trennkammer 41 eingebracht wird, gezwungen
um den Trennabschnitt 52 wirbelt.
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Das
Wirbelflussausbildungsbauteil 45 kann aus der zweiten Trennkammer 42 entfernt
sein, so dass das Öl
nur durch Wirbeln entlang der inneren Umfangsfläche 42a ohne den Zylinder 45a zentrifugal
abgetrennt wird.
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In
dem Vorsprungsabschnitt 40a des Zylinderblocks 11 können drei
oder mehr Trennkammern entlang der Querrichtung der Umfangswand 40 vorgesehen
sein. In diesem Fall wird die Ölspeicherkammer 43 verkleinert und
die Trennkammern, die nacheinander in der Richtung eines Kältemittelgasflusses angeordnet
sind, sind durch einen Verbindungsdurchgang verbunden, so dass das
Kältemittelgas nacheinander
durch jede Teilungskammer hindurchtritt.
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Der Öltrennaufbau
S kann an der Umfangswand des vorderen Gehäuses 12 oder des hinteren Gehäuses 13,
anders als an dem Zylinderblock 11, vorgesehen sein.
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In
der Umfangswand 40 des Zylinderblocks 11 können die
erste Trennkammer 41, die Ölspeicherkammer 43 und
die zweite Trennkammer 43 nacheinander in dieser Reihenfolge
in der Querrichtung vorgesehen sein.
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Die
Stützfläche des
Verbindungsdurchgangs 46 oder des Einbringungsdurchgangs 18 kann
kleiner als die in dem Ausführungsbeispiel
festgesetzt sein, solange ein Druckverlust verhindert wird, wobei die
Kältemittelgasfließgeschwindigkeit
in den Durchgängen
durch den Drosseleffekt vergrößert wird,
um die Öltrennfähigkeit
zu verstärken.
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Der
Verdichtungsmechanismus ist nicht auf eine Kolbenbauart begrenzt,
sondern kann z.B. von einer Rollenbauart, einer Schaufelbauart,
einer Schneckenbauart o.ä.
sein.
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Daher
sollen die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als darstellend
und nicht als beschränkend
angesehen werden, und die Erfindung ist nicht auf die in dieser
Beschreibung gegebenen Einzelheiten begrenzt, sondern kann in dem
Umfang der angefügten
Ansprüche
abgewandelt werden.
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Ein
Kältemittelverdichter
bildet einen Kältemittelzirkulationskreislauf
mit einem externen Kältemittelkreislauf,
und weist einen Öltrennaufbau
auf. Der Öltrennaufbau
hat eine Vielzahl von Trennkammern zum zentrifugalen Abtrennen von Öl von einem Kältemittelgas,
eine Ölspeicherkammer
zum Speichern des in der Vielzahl von Trennkammern abgetrennten Öls, einen
Verbindungsdurchgang und einen Öldurchgang.
Die Vielzahl von Trennkammern und die Ölspeicherkammer sind innerhalb
der Dicke einer Umfangswand einer Gehäusekomponente ausgespart, um
in einer Querrichtung über
die Gehäusekomponente
hinweg nebeneinander angeordnet zu sein. Der Verbindungsdurchgang
verbindet die Vielzahl von Trennkammern und erstreckt sich in der Querrichtung
entlang dem Kältemittelgasfluss
in einem Abgabeweg. Der Öldurchgang
verbindet die Ölspeicherkammer
und die Trennkammern und erstreckt sich in der Querrichtung.
- Gewerbliche
Anwendbarkeit
- Freier Text des Sequenzprotokolls