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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft einen Spiralverdichter.
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2. Beschreibung der verwandten Technik
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Im
Allgemeinen umfasst ein Spiralverdichter eine auf einem Gehäuse befestigte
feste Spirale und eine bewegliche Spirale, die entgegengesetzt zu
der festen Spirale angeordnet ist und geeignet ist, sich um die
feste Spirale auf einer Drehwelle zu drehen, wobei ein Fluid durch
die feste Spirale und die bewegliche Spirale komprimiert wird. Die
bewegliche Spirale wird durch die Druckdifferenz zwischen der Rückseitenfläche der
beweglichen Spirale und dem komprimierten Fluid einer Kraft in Axialrichtung
unterworfen. Diese Kraft in die Axialrichtung wird von einem Axialdrucklager
gehalten.
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Die
bewegliche Spirale führt
eine Umlaufbewegung durch, und daher ist die Gleitgeschwindigkeit in
dem Fall, in dem das Axialdrucklager mit dem Spiralverdichter verwendet
wird, niedriger als in dem Fall, in dem das Axialdrucklager mit
einer sich drehenden Vorrichtung verwendet wird. Als Folge ist es schwierig,
einen Ölfilm
aus Schmieröl
auf den Gleitflächen
zu bilden, und Festfressen kann auftreten.
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Insbesondere
in einem Verdichter, der in einem Kältemittelkreislauf mit Kohlendioxid
als einem Kältemittel
verwendet wird, ist der Druck des komprimierten Kältemittels
hoch und die Kraft in die Axialrichtung nimmt auf ein derartiges
Maß zu,
dass die Bildung eines Ölfilms
auf den Gleitflächen
des Axialdrucklagers ein kritisches Problem darstellt.
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Spiralverdichter
mit Gleitflächen
mit verschiedenen Konstruktionen wurden herkömmlicherweise vorgeschlagen.
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Das
japanische Patent Nr. 3426720 schlägt zum Beispiel
ein Verfahren vor, in dem auf der Gleitfläche des Axialdrucklagers eine
Vielzahl winziger Ölbecken
mit winzigen Löchern
ausgebildet ist, und Schmieröl
auf den Wandflächen
der Löcher
der winzigen Ölbecken
adsorbiert und aufgenommen wird. In dem in dem Patent Nr.
3426720 offenbarten Verfahren
wird das Schmieröl
jedoch auf den Wandflächen
der winzigen Ölbecken
adsorbiert und durch sie aufgenommen. Als ein Ergebnis können der
Durchmesser und die Tiefe der winzigen Ölbecken nicht vergrößert werden,
und die Menge des Schmieröls, die
adsorbiert und aufgenommen werden kann, ist begrenzt. In dem Fall,
in dem der Verdichter betrieben wird, wobei die Schmierölzuführung an
die winzigen Ölbecken
für eine
lange Zeitspanne unterbrochen ist, wird das Schmieröl aufgebraucht,
und der Ölfilm
kann nicht hinreichend aufrechterhalten werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Aufgabe dieser Erfindung ist es, das vorstehend erwähnte Problem
zu lösen,
und einen Spiralverdichter mit einem Axialdrucklager bereitzustellen,
das selbst in dem Fall, in dem der Verdichter in einem Zustand betrieben
wird, in dem das an die Gleitfläche
des Axialdrucklagers zugeführte
Schmieröl
vorübergehend
unterbrochen ist, ausreichend geschmiert werden kann.
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Um
diese Aufgabe zu lösen,
wird gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
der umfasst: eine auf einem Gehäuse
(13) befestigte feste Spirale (38), eine bewegliche
Spirale (32), die in entgegengesetzter Beziehung zu der
festen Spirale (38) angeordnet ist, um durch Umdrehen auf
einer Drehwelle (21) in Bezug auf die feste Spirale (32)
ein Fluid zu komprimieren, ein Axialdrucklager (53) zum
Halten der Axialkraft, die von der beweglichen Spirale (32)
empfangen wird, und eine Schmierölzuführung zum
Zuführen von
Schmieröl
an das Axialdrucklager (53), wobei das Axialdrucklager
(53) eine Vielzahl von Rillen (85) auf seiner
Gleitfläche
umfasst und die Bodenfläche der
Vielzahl der Rillen (85) rauer ausgebildet ist, als die
Gleitfläche.
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Als
ein Ergebnis kann an das Axialdrucklager (53) zugeführtes Schmieröl auf der
rauen Bodenfläche
der Vielzahl der auf der Gleitfläche
ausgebildeten Rillen (85) aufgenommen werden, und selbst
in dem Fall, in dem der Spiralverdichter betrieben wird, während die
Zufuhr des Schmieröls
an die Gleitfläche
vorübergehend
unterbrochen ist, kann die Gleitfläche durch das auf der Bodenfläche der
Rillen (85) aufgenommene Schmieröl ausreichend geschmiert werden.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die Vielzahl der Rillen (85) in Netzen ausgebildet ist
und eine Vielzahl von druckaufnehmenden inselartigen Abschnitten
(83), die von den Rillen umgeben und unabhängig voneinander
sind, zwischen der Vielzahl der Rillen (85) gebildet wird.
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Bei
diesem Aufbau sind die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte
(83) vollständig
von Rillen umgeben, und durch die Umdrehungsbewegung der beweglichen
Spirale (32) kann aus allen Richtungen ein Ölfilm gebildet
werden.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die Schnittflächen
(85a) der Vielzahl der Rillen (85) in Netzen eine
größere Breite
als die anderen Abschnitte der Rillen haben.
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Mit
diesem Aufbau kann das Schmieröl
ausreichend an die Vielzahl der Rillen (85) zugeführt werden.
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Gemäß einem
vierten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte (83)
alle im Wesentlichen die Form eines Kreises haben und in versetzter
Weise angeordnet sind. Der Ausdruck „im Wesentlichen in der Form
eines Kreises" umfasst
in dieser Erfindung nicht nur einen Kreis, sondern auch ein Vieleck
mit einer runden Ecke und andere Vielecke mit gleich vielen oder mehr
Seiten als ein Fünfeck.
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Mit
diesem Aufbau können
die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte (83) mit
einer hohen Dichte angeordnet werden, und der ölfilmbildende Abschnitt pro
Einheitsfläche
kann erhöht
werden, um eine schwerere Last zu unterstützen.
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Gemäß einem
fünften
Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
der ferner einen Ölabscheider
(63) zum Abscheiden des Schmieröls aus dem Fluid umfasst, wobei
die Schmierölzuführung das
Schmieröl
durch die Druckdifferenz zwischen dem von dem von dem Ölabscheider
abgeschiedenen Schmieröl
und dem Abschnitt, wo das Axialdrucklager (53) angeordnet
ist, an das Axialdrucklager (53) zuführen kann. Mit diesem Aufbau
kann das Schmieröl
sicher in das Axialdrucklager eingeführt werden. Im Übrigen hat
der Spiralverdichter mit der im Wesentlichen horizontal gelagerten
Antriebswelle eine vertikale Gleitfläche, und daher ist es schwierig,
das Schmieröl
an die Gleitfläche
zuzuführen.
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Gemäß einem
sechsten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, wobei
die Antriebswelle (21) im Wesentlichen horizontal gehalten
wird.
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Gemäß einem
siebten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die Schmierölzuführung das
Schmieröl
an das Axialdrucklager an einer Position oberhalb der Antriebswelle
(21) zuführt.
Mit diesem Aufbau kann das Schmieröl, das höher als die Antriebswelle an
die Gleitfläche
zugeführt
wird, durch die Schwerkraft auch an die Gleitfläche, die tiefer als die Antriebswelle
ist, zugeführt
werden.
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In
dieser Erfindung umfasst der Ausdruck „im Wesentlichen horizontal" eine Neigung von
nicht mehr als 45 Grad gegen die Horizontalfläche.
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Gemäß einem
achten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die Vielzahl der Rillen (85) sich mit der Umdrehung
der beweglichen Spirale (32) relativ zu der Antriebswelle
(21) bewegt.
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Mit
diesem Aufbau wird das auf der Bodenfläche der Vielzahl der Rillen
(85) aufgenommene Schmieröl durch die Relativbewegung
der Antriebswelle (21) leicht auf die Gleitfläche gesprüht. Da sich die
das Schmieröl
aufnehmenden Rillen (85) bewegen, kann das Schmieröl gleichmäßiger über die Gleitfläche verteilt
werden.
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Gemäß einem
neunten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die Vielzahl der Rillen (85) auf der beweglichen Spirale
(32) ausgebildet ist. Dieser Aufbau erleichtert die Relativbewegung
mit der Antriebswelle (21).
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Gemäß einem
zehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei das Axialdrucklager (53) ein erstes Element (53a) mit
der Vielzahl der Rillen (85) und ein zweites Element (53b)
umfasst, das in entgegengesetzter Beziehung zu der Vielzahl der
Rillen (85) angeordnet ist.
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Gemäß einem
elften Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei die Rauheit der Bodenfläche
der Vielzahl der Rillen (85) nicht weniger als 12,5 z ist.
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Mit
diesem Aufbau kann das Schmieröl
zufriedenstellend aufgenommen werden.
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Gemäß einem
zwölften
Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei das komprimierte Fluid Kohlendioxid ist, und der Druck des
ausgestoßenen
Kohlendioxids einen kritischen Druck übersteigt.
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Gemäß einem
dreizehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, der
umfasst: eine auf einem Gehäuse
(13) befestigte feste Spirale (38), eine bewegliche
Spirale (32), die in entgegengesetzter Beziehung zu der
festen Spirale (38) angeordnet ist, um durch Umdrehen auf
einer Drehwelle (21) in Bezug auf die feste Spirale (32)
ein Fluid zu komprimieren, ein Axialdrucklager (53) zum Halten
der Axialkraft, die von der beweglichen Spirale (32) empfangen
wird, und eine Schmierölzuführung zum
Zuführen
des Schmieröls
an das Axialdrucklager (53), wobei das Axialdrucklager
(53) eine Vielzahl von Rillen (85) auf seiner
Gleitfläche
umfasst und die Vielzahl der Rillen (85) äußerste Umfangsrillen
(85b) entlang dem Außenumfangsrand
des Axialdrucklagers (53) umfasst und zumindest ein Abschnitt
(81) eines Teils zwischen dem Außenumfangsrand des Axialdrucklagers
(53) und den äußersten
Umfangsrillen (85b) über
dessen gesamtem Umfang in gleitendem Kontakt mit dem Gegenelement
(53b) der Gleitfläche
gehalten wird.
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Mit
diesem Aufbau kann das an das Axialdrucklager (53) zugeführte Schmieröl in der
Vielzahl der Rillen (85) gelagert werden, die auf der Gleitfläche ausgebildet
sind, und zumindest ein Abschnitt (auf den hier nachstehend als
der Dichtungsabschnitt Bezug genommen wird) (81) des Teils
zwischen den äußersten
Umfangsrillen (85b) und dem Außenumfangsrand des Axialdrucklagers
(53) wird in Gleitkontakt mit dem Gegenelement (53b)
der Gleitfläche
gehalten, um dadurch die Menge des Schmieröls zu verringern, die von der
Gleitfläche
abfließt.
Selbst in dem Fall, in dem der Spiralverdichter betrieben wird, während die
Zuführung
des Schmieröls
an die Gleitfläche
vorübergehend
unterbrochen ist, kann die Gleitfläche daher von dem in dem Axialdrucklager (53)
durch die Vielzahl der Rillen (85) und den Dichtungsabschnitt
(81) gelagerten Schmieröl
ausreichend geschmiert werden.
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Im Übrigen umfasst
der Ausdruck „Gleitkontakt" einen Fall, in dem
durch die Fluidschmierung ein winziger Ölfilm gebildet wird.
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Gemäß einem
vierzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, wobei
zumindest ein Teil der äußersten
Rillen (85b) in einer versetzten Weise ausgebildet ist,
wobei der Dichtungsabschnitt (81) zwischen den äußersten Umfangsrillen
(85b) und dem Außenumfangsrand des
Axialdrucklagers (53) nach innen vorstehende Vorsprünge (81c)
hat, so dass die Umdrehungsbewegung der beweglichen Spirale (32)
das Schmieröl aus
allen Richtungen, die den vorstehenden Abschnitten (81)
zugewandt sind, anziehen, um dadurch einen Ölfilm zu bilden.
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Gemäß einem
fünfzehnten
Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, wobei
die Vielzahl der Rillen (85) in Netzen ausgebildet ist,
und jeder Abschnitt zwischen der Vielzahl der Rillen (85)
einen druckaufnehmenden Inselchenabschnitt (83) bildet,
der von den Rillen (85) umgeben ist.
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Bei
diesem Aufbau ist jeder druckaufnehmende inselartige Abschnitte
(83) über
seinen gesamten Umfang von Rillen (85) umgeben, so dass durch
Anziehen von Schmieröl
aus allen Richtungen als ein Ergebnis der Umdrehungsbewegung der
beweglichen Spirale (32) ein Ölfilm gebildet werden kann.
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Gemäß einem
sechzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
bei dem die Schnittflächen
(85a) der Vielzahl der Rillen (85) in Netzen eine
größere Breite
als die anderen Abschnitte der Rillen (85) haben.
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Mit
diesem Aufbau kann das Schmieröl
ausreichend an alle der Vielzahl von Rillen (85) zugeführt werden.
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Gemäß einem
siebzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, wobei
die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte (83) jeweils
eine im Wesentlichen kreisförmige Form
haben und in versetzter Weise angeordnet sind. Der Ausdruck „im Wesentlichen kreisförmig" umfasst in dieser
Erfindung nicht nur einen Kreis, sondern auch ein Vieleck mit einer
runden Ecke und andere Vielecke mit gleich vielen oder mehr Seiten als
ein Fünfeck.
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Mit
diesem Aufbau können
die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte (83) mit
hoher Dichte angeordnet werden, und der ölfilmbildende Anteil pro Einheitsfläche kann
erhöht
werden, um eine schwerere Last zu unterstützen.
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Gemäß einem
achtzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, der
ferner einen Ölabscheider
(63) zum Abscheiden des Schmieröls aus einem Fluid umfasst,
wobei die Schmierölzuführung das
Schmieröl
durch die Druckdifferenz zwischen dem von dem Ölabscheider (63) abgeschiedenen
Schmieröl
und dem Abschnitt (31), wo das Axialdrucklager (53)
angeordnet ist, an das Axialdrucklager (53) zuführen kann.
Mit diesem Aufbau kann das Schmieröl sicher in das Axialdrucklager eingeführt werden.
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Gemäß einem
neunzehnten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt,
wobei das Axialdrucklager (53) ein erstes Element (53a)
mit der Vielzahl der Rillen (85) und ein zweites Element
(53b) umfasst, das in entgegengesetzter Beziehung zu der
Vielzahl der Rillen (85) angeordnet ist.
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Gemäß einem
zwanzigsten Aspekt der Erfindung wird ein Spiralverdichter zur Verfügung gestellt, wobei
das komprimierte Fluid Kohlendioxid ist, und der Druck des ausgestoßenen Kohlendioxids
den kritischen Druck übersteigt.
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Die
Bezugsnummern, die an die Bezeichnung der jeweiligen vorstehend
beschriebenen Einrichtung in den Klammern eingefügt sind, zeigen ein Beispiel
für die
Entsprechung zu der spezifischen Einrichtung an, die in den nachstehend
beschriebenen Ausführungsformen
enthalten ist.
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Die
vorliegende Erfindung kann mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung, wie nachstehend dargelegt, zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen vollständiger
verstanden werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen Spiralverdichter gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung zeigt.
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2A, 2B und 2C sind
ein Diagramme, welche die Gleitfläche auf der beweglichen Seite
des Axialdrucklagers des in 1 gezeigten Spiralverdichters
zeigen, wobei 2A eine Draufsicht ist, 2B eine
entlang der Linie B-B in 2A genommene
Schnittansicht ist, und 2C eine
vergrößerte Ansicht
des in 2A mit dem Bezugszeichen G bezeichneten
Abschnitts ist.
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3 ist
ein Diagramm, das die Art und Weise zeigt, in der ein Ölfilm auf
den inselartigen druckaufnehmenden Abschnitten auf der in 2 gezeigten Gleitfläche auf der beweglichen Seite
ausgebildet wird, und dessen Druck zeigt.
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4A und 4B sind
Diagramme, die die Art und Weise, in welcher ein Ölfilm in
dem Fall ausgebildet wird, in dem auf der Gleitfläche des
Axialdrucklagers eine Vielzahl kreisförmiger Rillen als Ölbecken
ausgebildet ist, und dessen Druck zeigen, wobei 4A einen
Fall zeigt, in dem die kreisförmigen
Rillen in nächster
Nähe zueinander
sind, und 4B einen Fall, in dem die kreisförmigen Rillen voneinander
entfernt sind.
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5 ist
ein Diagramm, das die Größe der Fläche X der
Rillen 85 von vier benachbarten druckaufnehmenden Abschnitten
und die Größe der Fläche Y der
druckaufnehmenden Abschnitte 83 zeigt.
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6A, 6B, 6C und 6D sind Diagramme,
die in dieser Reihenfolge die Art und Weise zeigen, in der die spiralseitige
Platte 53a sich in dem zylindrischen Gehäuse 13a mit
dem Umlaufen der beweglichen Spirale 32 bewegt.
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7 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Rauheit der Bodenfläche der
Rillen 85 und der anhaftenden Ölmenge mit dem Verlauf der Zeit
zeigt.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf 1 bis 7 beschrieben.
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1 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen Spiralverdichter 11 gemäß dieser Ausführungsform zeigt.
Obwohl nachstehend eine Erklärung
eines Verdichters für
einen Warmwasserbereiter in einem Kühlkreislauf gegeben wird, in
dem Kohlendioxid als ein Kältemittel
verwendet wird und der Druck des ausgestoßenen Kohlendioxids den kritischen
Druck übersteigt,
ist die Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt.
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Der
Spiralverdichter 11 gemäß dieser
Ausführungsform
ist ein elektrisch betriebener luftdichter Verdichter mit einem
luftdichten Behälter 13 zum
Unterbringen einer Motoreinheit 27 und eines Verdichtungsmechanismus 10 darin.
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Der
luftdichte Behälter 13 umfasst
ein zylindrisches Gehäuse 13a,
ein motorseitiges Endgehäuse 13b und
ein verdichtungsmechanismusseitiges Endgehäuse 13c, die an jedem
Ende des zylindrischen Gehäuses 13a montiert
sind.
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Die
Motoreinheit 27 umfasst einen Stator 25, der auf
der Innenumfangsfläche
des zylindrischen Gehäuses 13a befestigt
ist, und einen Rotor 23, der auf einer Welle 21 befestigt
ist, die von der Motoreinheit 27 gedreht wird.
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Der
Verdichtungsmechanismus 10 umfasst ein Mittelgehäuse 15,
das an einer Position benachbart zu dem Stator 25 in dem
zylindrischen Gehäuse 13a befestigt
ist, eine bewegliche Spirale 32, die von einem Kurbelmechanismus 28 zu
Umlaufen gebracht wird, der von einem auf dem Mittelgehäuse 15 angeordneten
Hauptlager 17 gehalten wird, und eine feste Spirale 38,
die auf dem zylindrischen Gehäuse 13a auf
der Seite des Mittelgehäuses 15 weit
weg von dem Stator 25 in entgegengesetzter Beziehung zu der
beweglichen Spirale 32 befestigt ist, um dadurch einen
später
beschriebenen Arbeitsraum 45 zu bilden.
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Die
Welle 21 wird von einem Hauptlager 17 und einem
Hilfslager 19 im Wesentlichen horizontal gehalten, das
auf einem scheibenförmigen
Haltelement 14 befestigt ist, welches zwischen dem Stator 25 und
dem motorseitigen Endgehäuse 13b in
dem zylindrischen Gehäuse 13a eingefügt ist.
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Die
bewegliche Spirale 32 umfasst eine im Wesentlichen scheibenförmige bewegliche
Seitenplatte 33, eine Spirale 41 auf der beweglichen
Seite, die in der Form einer Evolventenkurve von der Endfläche der
beweglichen Seitenplatte 33 in Richtung der festen Spirale 38 aufgerichtet
ist, und eine Nabe 35, die von der Endfläche der
beweglichen Seitenplatte 33 weit weg von der beweglichen
Seitenspirale 41 in Richtung des Mittelgehäuses 15 aufgerichtet
ist.
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Die
feste Spirale 38 umfasst eine Platte 39 auf der
festen Seite, die auf dem zylindrischen Gehäuse 13a befestigt
ist und eine Spirale 43 auf der festen Seite, die aus einer
spiralförmigen
Rille auf der Endfläche
der Platte 39 auf der festen Seite nahe an der beweglichen
Spirale 32 ausgebildet ist.
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Das
Mittelgehäuse 15 nimmt
die Form eines dreistufigen Zylinders mit einem von der Motoreinheit 27 in
Richtung der festen Spirale 38 fortschreitend zunehmenden
Durchmesser an. Ein kleiner Zylinder 15a in der Nähe der Motoreinheit 27 bildet
ein Hauptlager 17, ein mittlerer Zylinder 15b bildet
eine Kurbelkammer 29 zum Aufnehmen eines Kurbelmechanismus 28,
und ein großer
Zylinder 15c in der Nähe
der festen Spirale 38 bildet ein Spiralgehäuse 31 zum Aufnehmen
der beweglichen Spirale 32 und ist durch eine Befestigungseinrichtung,
wie etwa eine Aufschrumpfung, auf der Innenumfangsfläche des
Zylindergehäuses 13a befestigt.
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Der
Kurbelmechanismus 28 ist aufgebaut aus einer exzentrischen
Welle 37, die integral an einem Ende der Welle 21 näher an dem
Verdichtungsmechanismus 10 angeordnet ist, und einer Nabe 35 der
beweglichen Spirale 32. Der exzentrische Abschnitt 37 ist
um einen gegebenen Betrag von der Achse des Hauptlagers 17 und
des Hilfslagers 19 dezentriert.
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Eine
nicht gezeigte Oldham-Kupplung ist auf der Endfläche der Scheibeneinheit 15d nahe
der beweglichen Spirale 32 angeordnet, um den großen Zylinder 15c und
den mittleren Zylinder 15b zu verbinden, wobei das Mittelgehäuse 15 gebildet
wird (worauf nachstehend als die Spiralseiten-Endfläche 15e des Scheibenabschnitts
Bezug genommen wird), um dadurch die Drehung der beweglichen Spirale 32 zu verhindern.
Als ein Ergebnis darf die bewegliche Spirale 32 lediglich
umlaufen. In dem Verdichtungsmechanismus 10 wird das Volumen
der Arbeitsräume 45,
die durch den Eingriff zwischen der Spirale 41 der beweglichen
Seite und der Spirale 43 der festen Seite gebildet werden,
durch die Umdrehung der beweglichen Spirale 32 in Bezug
auf die feste Spirale 38 verringert, um dadurch das an
die Ansaugkammer 46, die mit der äußersten Umfangsseite der Spirale 43 der
festen Seite verbunden ist, zugeführte Kältemittel zu komprimieren.
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Auch
ist ein Axialdrucklager 53 zwischen der Spiralenseiten-Endfläche 15e des
Scheibenabschnitts und der Endfläche
der beweglichen Spirale 32 nahe der Nabe 35 (auf
die hier nachstehend als die bewegliche Spiralrückseitenfläche 32a Bezug genommen
wird) angeordnet. Dieses Axialdrucklager 53 ist ein Gleitlager
zum Gleiten der beweglichen Spiralrückseitenfläche 32a und der Spiralenseiten-Endfläche 15e des
Scheibenabschnitts aneinander unter der axialen Kraft (in dieser
Ausführungsform
die Kraft zum Drücken
der beweglichen Seitenplatte 33 von der festen Spirale 33 in
Richtung der Scheibeneinheit 15d), die durch die Kraftdifferenz
zwischen der Kompressionsreaktionskraft zum Komprimieren des Kältemittels
und der Kraft in die Axialrichtung aufgrund des Drucks der beweglichen
Spiralrückseitenfläche 32a auf
die bewegliche Seitenplatte 33 angewendet wird. Dieses
Axialdrucklager 53 wird später im Detail erklärt.
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Die
Ansaugkammer 46, die auf der Seitenfläche der Platte 39 der
festen Seite angeordnet ist, ist durch das zylindrische Gehäuse 13a mit
einem Ansaugrohr 47 zum Einführen des Kältemittels aus dem Kältemittelkreislauf
außerhalb
des luftdichten Behälters 13 verbunden.
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Eine
Auslassöffnung 49 ist
axial durch die Platte 39 der festen Seite an dem Mittelabschnitt
der Spirale 43 der festen Seite ausgebildet. Das von der beweglichen
Spirale 32 und der festen Spirale 38 komprimierte
Kältemittel
wird von der Auslassöffnung 49 in
die Auslasskammer 50 ausgestoßen.
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Die
Auslasskammer 50 ist aus der Endfläche der Platte 39 der
festen Seite weit weg von der beweglichen Spirale 32 (auf
die hier nachstehend als die feste Spiralrückseitenfläche 38a Bezug genommen
wird) und einer auf der Endfläche
des Trennblocks 55 nahe an der Platte 39 der festen
Seite, die auf der festen Spiralrückseitenfläche 38a befestigt ist,
aufgebaut ist. Ein Auslassventil 61 zur Verhinderung des
Rückflusses
des ausgestoßenen
Kältemittels
ist in der Auslasskammer 50 angeordnet.
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Das
in die Auslasskammer 50 ausgestoßene Hochtemperatur-Hochdruckkältemittel
wird durch einen Kältemittelweg 57,
der sich von der Auslasskammer 50 nach oben erstreckt,
an einen Ölabscheider 63 geleitet.
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Der Ölabscheider 63 ist
ein Zentrifugalölabscheider
mit einem Doppelzylinderaufbau mit einem Innenzylinder 63a und
einem Außenzylinder 63b.
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Der
Kältemittelweg 57 ist,
nachdem er sich von der Auslasskammer 50 entlang der festen
Spiralrückseitenfläche 38a nach
oben erstreckt, im Wesentlichen tangential mit dem Raum zwischen
dem Innenzylinder 63a und dem Außenzylinder 63b des Zentrifugalölabscheiders 63 verbunden.
Das Kältemittel,
das im Wesentlichen in tangentialer Richtung in den Raum zwischen
dem Innenzylinder 63a und dem Außenzylinder 63b geströmt ist,
läuft in
dem Raum zwischen dem Innenzylinder 63a und dem Außenzylinder 63b um,
und nachdem das in dem Kältemittel
enthaltene Öl
zentrifugal abgeschieden ist, wird das Kältemittel durch den Innenzylinder 63a und das
Auslassrohr 59 an den Kältemittelkreislauf
außerhalb
des luftdichten Behälters 13 geschickt.
Gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst das Öl
vorzugsweise ein Schmieröl
mit Polyglykol, Polyvinylether und Polyolester oder jeder Kombination
daraus als einen Hauptbestandteil.
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Der
Außenzylinder 63b des Ölabscheiders 63 ist
aus einem in dem Trennblock 55 ausgebildeten zylindrischen
Loch aufgebaut, und der Innenzylinder 63a ist durch eine
Befestigungseinrichtung, wie etwa eine Presspassung oder einen Spannring,
in dem zylindrischen Loch befestigt, wodurch der Außenzylinder 63b gebildet
wird.
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Auch
ist das Auslassrohr 59 durch das Innere und Äußere des
luftdichten Behälters 13 geführt und
luftdicht in das obere Ende des zylindrischen Lochs eingesetzt,
das den Außenzylinder 63b bildet. Im Übrigen hat
der Raum zwischen dem Trennblock 55 und dem verdichtungsmechanismusseitigen
Endgehäuse 13c einen
niedrigeren Druck als das ausgestoßene Kältemittel.
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Das
von dem Ölabscheider 63 abgeschiedene Öl bewegt
sich unter der Schwerkraft entlang der Innenwandfläche des
Außenzylinders 63b nach
unten und wird durch das an dem unteren Ende des zylindrischen Lochs
des Außenzylinders 63b gebildete Loch 64 mit
kleinem Durchmesser in einem Hochdrucköllager 65 gelagert.
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Das
Hochdrucköllager 65,
das in dem Trennblock 55 angeordnet ist, befindet sich
unter dem zylindrischen Loch, das die Auslasskammer 50 und
den Außenzylinder 63b bildet.
Um die Menge des Hochdrucköls
zu erhöhen,
die in dem Hochdrucköllager 65 gelagert
werden kann, steht der untere Teil des Trennblocks 55,
der das Hochdrucköllager 65 bildet, in
Richtung des verdichtungsmechanismusseitigen Gehäuses 13c weiter vor
als sein oberer Teil, der dem zylindrischen Loch entspricht, das
den Außenzylinder 63b bildet.
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Das
in dem Hochdrucköllager 65 gelagerte Öl wird durch
den Ölrücklaufweg 67,
der durch die Platte 39 der festen Seite unter der Spirale 43 der festen
Seite ausgebildet ist, zu dem Ölweg 69 in
der beweglichen Seitenplatte 33 geleitet. Eine Drossel 67a mit
kleinem Durchmesser 67a ist an dem Auslass des Ölrücklaufwegs 67 angeordnet.
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Der
Einlass des Ölwegs 69 ist
zu der Oberfläche
der beweglichen Seitenplatte 33 mit der Spirale 41 der
beweglichen Seite offen. Dieser Einlass ist versenkt, damit er eine
größere Schnittfläche als
die restlichen Abschnitte des Ölwegs 69 hat.
Der Einlass des Ölwegs 69 ist
geeignet, durch die Umdrehungsbewegung der beweglichen Spirale 32 intermittierend mit
dem Auslass des Ölrücklaufwegs 67 in
Verbindung zu sein. Auch ist der Auslass des Ölwegs 69 zu der Innenwand
der Nabe 35 offen, um mit dem Raum zwischen dem Endabschnitt
der Welle 21 und der unteren Oberfläche der Nabe 35 in
Verbindung zu sein.
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Das
das in dem Hochdrucköllager 65 gelagerte Öl wird trotz
des hohen Drucks aufgrund des Ausstoßdrucks des Kältemittels
durch die intermittierende Verbindung zwischen dem Ölrücklaufweg 67 und
dem Ölweg 69 durch
die Umdrehungsbewegung der Drosseleinheit 67a und der beweglichen
Spirale 32 auf den gewünschten
Druck verringert.
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Das
an den Raum zwischen dem Endabschnitt der Welle 21 und
die untere Oberfläche der
Nabe 35 geleitete Öl
strömt
in den axial durch die Welle 21 ausgebildeten Ölweg 71.
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Das Öl, das den Ölweg 71 durchlaufen
hat, wird zwischen dem motorseitigen Endgehäuse 13b und dem Halteelement 14 in
dem luftdichten Behälter 13 geleitet.
Das Haltelement 14, das Mittelgehäuse 15 und die Platte 39 der
festen Seite bilden einen nicht gezeigten Spalt mit dem zylindrischen
Gehäuse 13a.
Das Öl,
das zwischen dem motorseitigen Endgehäuse 13b und dem Halteelement 14 geleitet
wird, wird daher über
der gesamten Fläche
in dem unteren Teil des luftdichten Behälters 13 gelagert.
Die gesamte Fläche
des unteren Teils des luftdichten Behälters 13 bildet ein
Niederdrucköllager 66.
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Das
in dem Niederdrucköllager 66 gelagerte Öl erreicht
das Spiralgehäuse 31 durch
das Ölrücklaufloch 73,
das in dem unteren Teil des Scheibenabschnitts 15d des
Mittelgehäuses 15 ausgebildet
ist.
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Der Ölweg 71 hat
diametrale Verzweigungslöcher 71a, 71b an
den Abschnitten, die dem Hauptlager 17 und dem Hilfslager 19 entsprechen.
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Der
Auslass des diametralen Lochs 71a ist mit der auf der Welle 21 angeordneten
Wellenrille 21a in Verbindung, so dass das Öl, das in
das diametrale Loch 71a strömt, nach dem Schmieren des Hauptlagers 17,
des Kurbelmechanismus 28 und des Axialdrucklagers 53 das
Spiralgehäuse 31 erreicht. Der
Mittelzylinder 15b ist mit einer Ölrille 72 zum Einrichten
der Verbindung zwischen dem diametralen Loch 71a und dem
Axialdrucklager 53 über
der Welle 21 ausgebildet, um das Öl an das Axialdrucklager 53 über der
Welle 21 zu leiten.
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Das Öl, das in
das diametrale Loch 71b geströmt ist, fällt nach dem Schmieren des
Hilfslagers 19 in das Niederdrucköllager 66 und erreicht
durch das Ölrücklaufloch 73 das
Spiralgehäuse 31.
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Der Ölrücklaufweg 67,
die Ölwege 69, 71 und
das diametrale Loch 71a bilden eine Ölzuführungseinrichtung, um das Öl durch
die Druckdifferenz zwischen dem von dem Ölabscheider 63 abgeschiedenen Öl und dem
Abschnitt, wo das Axialdrucklager 53 angeordnet ist, an
das Axialdrucklager 53 zuzuführen.
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Das Öl, das das
Spiralgehäuse 31 erreicht hat,
wird an die Gleitflächen
der beweglichen Spirale 32 und der festen Spirale 38 zugeführt, zusammen mit
dem Kältemittel
in dem Arbeitsraum 45 komprimiert und durch den Ölabscheider 63 wieder
von dem Kältemittel
abgeschieden.
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Als
nächstes
wird das Axialdrucklager 53 gemäß dieser Erfindung erklärt. Das
Axialdrucklager 53 gemäß dieser
Ausführungsform
umfasst eine spiralseitige Platte 53a, die auf der beweglichen
Spiralrückseitenfläche 32a befestigt
ist, und eine gehäuseseitige
Platte 53b, die auf der Spiralenseiten-Endfläche 15e des Scheibenabschnitts
befestigt ist.
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Die
spiralseitige Platte 53a ist in der Form eines Rings mit
einem Mittelloch ausgebildet, durch das die Nabe 35 geht.
Die Endfläche
der spiralseitigen Platte 53a in gleitendem Kontakt mit
der gehäuseseitigen
Platte 53b ist, wie in 2A, 2B und 2C gezeigt,
mit einem im Wesentlichen kreisförmigen
unebenen Abschnitt ausgebildet.
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2A ist
eine an der Linie A-A in derartiger Weise genommene in 1 abgeschnittene
Schnittansicht, dass die Endfläche
der spiralseitigen Platte 53a in gleitendem Kontakt mit
der gehäuseseitigen Platte 53b sichtbar
ist. 2B ist eine an der Linie B-B in einer derartigen
Weise genommene in 2A abgeschnittene Schnittansicht,
dass der Querschnitt des im Wesentlichen kreisförmigen unebenen Abschnitts
sichtbar ist. 2C ist eine vergrößerte Ansicht
des in 2A mit dem Bezugszeichen G bezeichneten
Abschnitts. In 2A sind die gehäuseseitige
Platte 53b und der Rand 53c auf der inneren diametrischen
Seite der gehäuseseitigen
Platte 53b, obwohl sie in dem Querschnitt von 2A, 6A, 6B, 6C, 6D ansonsten
unsichtbar sind, in 2A, 6A, 6B, 6C, 6D durch eine
gestrichelte Linie bezeichnet, um die relativen Positionen zu der
gehäuseseitigen
Platte 53a anzuzeigen.
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Die
Vertiefung des im Wesentlichen kreisförmigen unebenen Abschnitts
ist aus einer Vielzahl von Rillen 85 aufgebaut. Die Vielzahl
der Rillen 85, an die von der Ölzuführungseinrichtung Öl zugeführt wird, ist
in einem Netzmuster mit Schnittflächen 85a ausgebildet,
die eine größere Breite
als die anderen Abschnitte der Rillen haben. Auch hat die Bodenfläche der
in 2B gezeigten Rillen 85 eine Oberflächenrauheit
von nicht weniger als 12,5 z, was höher als die der druckaufnehmenden
Abschnitte 83 ist. Von der Vielzahl der Rillen ist die
Rille 85b, die sich auf dem äußersten Umfang befindet (auf
die hier nachstehend als die äußerste Umfangsrille 85b Bezug
genommen wird), in einer versetzten Weise entlang des Umfangsrands
der spiralseitigen Platte 53a ausgebildet. Der Abschnitt
zwischen den äußersten
Umfangsrillen 85b und der spiralseitigen Platte 53a wird in
gleitendem Kontakt mit der gehäuseseitigen
Platte 53b über
dem ganzen Umfang gehalten, um dadurch einen Außenumfangsdichtungsabschnitt 81 zu
bilden, um die Menge des Schmieröls,
das von den Gleitflächen
abfließt,
zu verringern. Der Dichtungsabschnitt 81 hat vorstehende
Abschnitte 81c, die aufgrund der versetzten Form der äußersten
Umfangsrillen 85b von der spiralseitigen Platte 53a diametral nach
innen gekrümmt
sind. Diese vorstehenden Abschnitte 81c saugen, wie die
später
beschriebenen druckaufnehmenden Abschnitte 83, durch die
Umdrehungsbewegung der beweglichen Spirale 32, wie in 2C gezeigt,
aus allen Richtungen, die den vorstehenden Abschnitten 81c zugewandt
sind, Öl
an und wirken auf diese Weise, um einen Ölfilm zu bilden.
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Zwischen
der Vielzahl der Rillen bilden die von den Rillen 85 definierten
vorstehenden Abschnitte 85 im Wesentlichen kreisförmige druckaufnehmende
inselartige Abschnitte 83, die entsprechend der versetzten
Weise der äußersten
Umfangsrillen 85 angeordnet sind. Für die Zwecke der Ausschaltung
von Fremdstoffen und der Verringerung des Flächendrucks ist der Durchmesser
jedes druckaufnehmenden Abschnitts 83 wünschenswerterweise nicht weniger
als R, aber weniger als 2R (R: der Umdrehungsradius der beweglichen
Spirale 32), und das Flächenverhältnis der
druckaufnehmenden Abschnitte 83 zu den Rillen 85 auf
den Gleitflächen
ist wünschenswerterweise
nicht weniger als 50%. Auch sind die obere Oberfläche des
Dichtungsabschnitts 81 und die druckaufnehmenden Abschnitte 83 als
Gleitflächen
geschliffen und schließen
im Wesentlichen bündig
miteinander ab. Wie in 2B gezeigt, sind auf dem Rand
der druckaufnehmenden Abschnitte 83 und dem Dichtungsabschnitt 81 keilförmige Abschnitte
oder abfallende Abschnitte 81b, 83b rundherum
ausgebildet, um die Keilschmierwirkung des Ölfilms sicherzustellen, und
die gehäuseseitige
Platte 53b ist in gleitendem Kontakt mit den ebenen Abschnitten 81a, 83a.
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Auch
hat das Axialdrucklager 53 gemäß dieser Ausführungsform
einen unebenen Abschnitt auf der spiralseitigen Platte 53a,
die auf der beweglichen Spirale 32 befestigt ist. Mit der
Umdrehung der beweglichen Spirale 32 wird die Vielzahl
der Rillen 85, die den unebenen Abschnitt bildet, relativ
zu der Welle 21 bewegt.
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Die
gehäuseseitige
Platte 53b hat eine ebene flache Oberfläche, und die Gleitfläche mit
der spiralseitigen Platte 53b ist hochglanzpoliert. Die
gehäuseseitige
Platte 53b hat, wie die spiralseitige Platte 53a,
die Form eines Rings.
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Mit
diesem Aufbau bildet das in den Rillen 85 aufgenommene Öl, wie in 3 gezeigt,
durch die um die druckaufnehmenden Abschnitte 83 herum ausgebildeten
Senkungen und die Keilschmierwirkung der keilförmigen Abschnitte 81b, 83b als
Ergebnis des Gleitkontakts zwischen der spiralseitigen Platte 53a und
der gehäuseseitigen
Platte 53b einen Ölfilm 86 auf
den druckaufnehmenden Abschnitten 83.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die Bodenfläche
der Rillen 85 rau ausgebildet, und daher kann das Schmieröl sicher
auf der rauen Oberfläche gehalten
werden. Als ein Ergebnis können
die Gleitflächen,
selbst in dem Fall, in dem der Spiralverdichter 11 mit
vorübergehend
unterbrochener Ölzufuhr
an die Gleitflächen
des Axialdrucklagers 53 betrieben wird, durch das Öl, das auf
der Bodenfläche
der Rillen 85 aufgenommen ist, ausreichend geschmiert werden.
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7 ist
ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Rauheit der Bodenfläche der
Rillen 85 und der Menge an anhaftendem Öl mit der Zeit zeigt. In 7 zeigen
die Kreise, Quadrate, Sterne und Kreuze die Symbole, die an Prüfstücken mit
verschiedenen Rauheitsgraden der Bodenfläche der Rillen 85 angebracht
sind. Die Menge des anhaftenden Öls wurde
gemessen, indem die Rillen 85 der Prüfstücke in der vertikalen Richtung
belassen und eine vorgegebene Menge des Öls aufgetragen wurde, die äquivalent
zu dem Kühlanlagenöl während des
Betriebs des Verdichters ist, und das Gewicht des Öls in Bezug
auf die vergangene Zeit gemessen wurde. Als ein Maß für die zufriedenstellenden
wesentlichen Merkmale des Verdichters, der für einen Warmwasserbereiter
verwendet werden soll, wobei angenommen wird, dass der Warmwasserbereiter
in einem Betriebsmuster von acht Stunden eingeschaltet, und 16 Stunden
außer
Betrieb betrieben wird, wird verwendet, dass die Menge des anhaftenden Öls nach dem
Verlauf von 16 Stunden erkennbar (ein Dreißigstel) ist. Obwohl die Messgrenze
bei weniger als 12,5 z erreicht war, konnte nach 16 Stunden die
Ablagerung einer messbaren Menge des Öls bei 12,5 z bestätigt werden,
was anzeigt, dass der Ölfilm
wirksam gehalten wird.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist eine Vielzahl der Rillen 85, die miteinander in Verbindung sind,
auf den Gleitflächen
des Axialdrucklagers 53 ausgebildet, um das Öl zu lagern,
und die Menge des von den Gleitflächen abfließenden Öls wird durch den Dichtungsabschnitt 81 verringert.
Selbst in dem Fall, in dem der Spiralverdichter 11 bei
vorübergehend
unterbrochener Ölzufuhr
an die Gleitflächen
betrieben wird, können
die Gleitflächen
folglich ausreichend mit dem auf diese Weise gelagerten Öl geschmiert
werden.
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Auch
wird die Vielzahl der Rillen 85 gemäß dieser Ausführungsform
in einem Netzmuster ausgebildet und ist miteinander verbunden. Daher
kann das Öl
zwischen den miteinander verbundenen Rillen gegenseitig zugeführt werden,
und daher ist kann die Wahrscheinlichkeit, dass Festfressen auftritt,
das andernfalls durch die mangelnde Ölzufuhr verursacht werden könnte, verringert
werden.
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In
dem Fall, in dem die auf den Gleitflächen ausgebildeten Rillen unabhängig voneinander
sind, können
die Gleitflächen
aufgrund eines Vakuums, das auf den Gleitflächen wegen der fehlenden Ölzufuhr,
in dem Fall, in dem das Öl
von den Gleitflächen abfließt, erzeugt
wird, während
aufgehört
wird, das Öl zuzuführen, aneinander
kleben und sich festfressen. Gemäß dieser
Ausführungsform
sind die Rillen 85 jedoch miteinander verbunden, und daher
wird die Erzeugung eines negativen Drucks verhindert.
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Auch
angesichts der Tatsache, dass die Vielzahl der Rillen 85 in
einem Netzmuster ausgebildet ist und die von den Rillen 85 definierten
druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte 83 über ihren
gesamten Umfang von den Rillen umgeben sind, kann der Ölfilm 86 daher
mit der Umdrehung der beweglichen Spirale 32 durch die
Keilschmierwirkung aus allen Richtungen gebildet werden. Ferner
haben die Schnittflächen 85a der
Vielzahl der Netzrillen 85 eine größere Breite als die anderen
Abschnitte der Rillen, und daher kann das Öl an alle der Vielzahl der
Rillen 85 umfassend zugeführt werden.
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Ferner
nimmt jeder druckaufnehmende Abschnitt 83 die Form einer
im Wesentlichen kreisförmigen
Insel in einer versetzten Weise an, und kann daher mit einer hohen
Dichte angeordnet werden. Auf diese Weise kann der ölfilmbildende
Abschnitt pro Einheitsfläche
erhöht
werden, und eine schwere Last kann unterstützt werden.
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Außerdem wird
das Schmieröl
aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem von dem Ölabscheider 63 abgeschiedenen Öl und dem
Abschnitt, wo das Axialdrucklager angeordnet ist, über der
Welle 21 des Axialdrucklagers zugeführt. Selbst in dem Fall, in dem
die Welle 21 des Spiralverdichters im Wesentlichen horizontal
gelagert ist, kann das Schmieröl
daher sicher an das Axialdrucklager geleitet werden.
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Da
die Rillen 85 außerdem
auf der spiralseitigen Platte 53a ausgebildet sind, die
auf der beweglichen Spirale 32 befestigt ist, werden die
Rillen 85 mit der Umdrehung der beweglichen Spirale 32 relativ
zu der Welle 21 bewegt. Als ein Ergebnis wird das auf der
Bodenfläche
der Rillen 85 aufgenommene Öl leicht als ein Spray an die
Gleitflächen
zugeführt.
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In
dem Fall, in dem die Rillen 85 kreisförmig sind und der Abstand d
zwischen benachbarten Rillen 85, wie in 4A gezeigt,
kurz ist, würde
der gebildete Ölfilm
die benachbarten Rillen 85 bedecken und der Druck verringert.
Wie in 4B gezeigt, kann daher der Abstand
d zwischen den benachbarten Rillen 85 vergrößert werden.
Diese Alternative verringert jedoch den Anteil, in dem der Ölfilm gebildet
wird, und daher wird der Haltedruck verringert.
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In
dem Axialdrucklager 53 gemäß dieser Ausführungsform
sind die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte 83 im
Gegensatz dazu, wie in 3 gezeigt, in isolierter und
beabstandeter Beziehung zueinander ausgebildet, und die Rillen 85 sind fortlaufend
um die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte 83 herum
in beabstandeter Beziehung zueinander angeordnet. Daher können die
druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte 83 von den Rillen 85,
welche die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte 83 umgeben, über einen
großen
Bereich ausreichend mit dem Schmieröl versorgt werden. Daher kann
das Schmieröl
selbst in dem Fall, in dem die druckaufnehmenden inselartigen Abschnitte 83 nahe aneinander
mit hoher Dichte angeordnet sind, ausreichend an die Gleitflächen zugeführt werden.
Auf diese Weise wird ein Axialdrucklager zur Verfügung gestellt,
bei dem der ölfilmbildende
Abschnitt pro Einheitsfläche erhöht wird,
und eine schwere Last kann unterstützt werden, während gleichzeitig
eine hohe Schmierfähigkeit
sichergestellt wird.
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Wie
in 5 gezeigt, ist auch die Fläche in der Form eines Quadrats,
das die Mitten der vier gegenseitig benachbarten druckaufnehmenden
Abschnitte 83 verbindet, derart konstruiert, dass die Fläche Y der
druckaufnehmenden Abschnitte 83 ein größeres Flächenverhältnis als die Fläche X der
Rillen 85, 85a hat. Insbesondere ist die minimale
Rillenbreite kleiner als die Größe der druckaufnehmenden
Abschnitte 83 konstruiert.
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Angesichts
der Tatsache, dass die Gleitfläche 53a der
beweglichen Spirale 32 ferner mit den Rillen 85 ausgebildet
ist, werden die Rillen 85 selbst zum Lagern und Aufnehmen
des Schmieröls
derart bewegt, dass das Schmieröl
gleichmäßiger an
die Gleitflächen
zugeführt
werden kann.
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Als
nächstes
werden unter Bezug auf 6A, 6B, 6C und 6D die
relativen Positionen der druckaufnehmenden Abschnitte 83, die
auf der spiralseitigen Platte 53a und der gehäuseseitigen
Platte 53b angeordnet sind, mit der Umdrehungsbewegung
der beweglichen Spirale 32 erklärt. 6A, 6B, 6C und 6D sind
Diagramme, welche die Art und Weise zeigen, in der die spiralseitige
Platte 53a sich mit der Umlaufbewegung der beweglichen
Spirale 32 in dem zylindrischen Gehäuse 13a bewegt. Mit
der Umdrehungsbewegung der beweglichen Spirale 32 bewegt
sich die spiralseitige Platte 53a in dieser Reihenfolge
zu den in 6A, 6B, 6C und 6D gezeigten
Positionen. Sei H die von dem Rand 53c auf der diametralen
Innenseite der gehäuseseitigen
Platte 53b durch die Relativbewegung der spiralseitigen
Platte 53a und der gehäuseseitigen
Platte 53b gezeichnete Einhüllende. Die Vielzahl der druckaufnehmenden Abschnitte 83 ist
nur auf der diametralen Außenseite der
Einhüllenden
H auf der spiralseitigen Platte 53a angeordnet. Bei der
Umdrehungsbewegung der beweglichen Spirale 32 werden die
druckaufnehmenden Abschnitte 83 daher nicht aus der gehäuseseitigen
Platte 53b verschoben, und durch das in der Vielzahl der
Rillen 85 aufgenommene Öl
wird ein ausreichender Ölfilm
gebildet.
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Die
Einhüllende
H gemäß dieser
Ausführungsform
ist ein um den Radius der Umdrehung der beweglichen Spirale 32 größerer Kreis
als der Rand 53c diametral im Inneren der gehäuseseitigen
Platte 53b.
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(Andere Ausführungsformen)
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Wenngleich
der luftdichte Behälter 13 gemäß der vorstehend
erwähnten
Ausführungsform
aus drei Gehäusen
aufgebaut ist, die das zylindrische Gehäuse 13a, das motorseitige
Endgehäuse 13b und
das kompressionsmechanismusseitige Endgehäuse 13c umfassen,
ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau
beschränkt,
und beliebige zwei der drei vorstehend beschriebenen Gehäuse können als
ein einziger Teil aufgebaut sein.
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Ebenso
kann im Gegensatz zu den vorstehend erwähnten Ausführungsformen, bei denen die feste
Spirale 38 auf dem zylindrischen Gehäuse 13a befestigt
ist, sie alternativ mit gleicher Wirkung auf dem kompressionsmechanismusseitigen
Endgehäuse 13c oder
dem Mittelgehäuse 15 befestigt
sein.
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Ferner
kann das Halteelement 14, das in der vorstehend erwähnten Ausführungsform
auf dem zylindrischen Gehäuse 13a befestigt
ist, alternativ auf dem motorseitigen Endgehäuse 13b befestigt
sein.
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Gemäß den vorstehend
erwähnten
Ausführungsformen
ist die Spirale 43 der festen Seite aus einer Spiralrille
gebildet, die auf der Oberfläche
der festen Seitenplatte 39 ausgebildet ist. Trotzdem ist
die Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt, und die Spirale 43 der
festen Seite kann alternativ in einer derartigen Weise ausgebildet
werden, dass sie von der Endfläche
der festen Seitenplatte 39 in Richtung der beweglichen
Spirale 32 errichtet ist.
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Auch
ist die Erfindung nicht auf den Aufbau gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsformen
beschränkt,
in welchen die exzentrische Welle 37 integral an dem Endabschnitt
der Welle 21 angeordnet ist. Stattdessen kann die exzentrische
Welle 37 verschiebbar an dem Endabschnitt der Welle 21 angeordnet
sein.
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Ferner
ist die bewegliche Spiralenrückseitenfläche 32a gemäß den vorstehend
erwähnten Ausführungsformen
in einer Niederdruckatmosphäre angeordnet.
Diese Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt, und
der Druck des ausgestoßenen
Kältemittels
kann dazu gebracht werden, auf die bewegliche Spiralenrückseitenfläche 32a zu
wirken, um die bewegliche Seitenplatte 33 gegen die feste
Spirale zu drücken.
In einem derartigen Fall wird die bewegliche Seitenplatte 33 von
dem Scheibenabschnitt 15d in Richtung der festen Spirale 38 gedrückt, und
daher kann das Axialdrucklager 53 zwischen der beweglichen
Seitenplatte 33 und der festen Seitenplatte 39 angeordnet
werden.
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Auch
ist das Axialdrucklager 53 gemäß den vorstehend erwähnten Ausführungsformen
aus der spiralseitigen Platte 53a, die auf der beweglichen Spiralenrückseitenfläche 32a befestigt
ist, und der gehäuseseitigen
Platte 53b, die auf der Spiralseiten-Endfläche 15e des
Scheibenabschnitts befestigt ist, aufgebaut. Trotzdem ist diese
Erfindung nicht auf diesen Aufbau beschränkt, und die Vielzahl der Rillen 85 und
der druckaufnehmenden Abschnitte 83 kann für den direkten
Gleitkontakt direkt auf der beweglichen Spirale 32 angeordnet
sein. Als eine andere Alternative kann das Axialdrucklager 53 aus
einer einzigen Platte mit einer Vielzahl von Rillen oder aus drei oder
mehr Platten aufgebaut sein.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die druckaufnehmenden
Abschnitte 83 jeweils im Wesentlichen in einem Kreis ausgebildet
und in versetzter Weise angeordnet. Trotzdem ist diese Erfindung
nicht auf einen derartigen Aufbau beschränkt, und die druckaufnehmenden
Abschnitte 83 können
in einem Ovaloid oder linear angeordnet werden. Auch kann die Vielzahl
der Rillen 85 aus Rillen, die sich radial von der Mitte
der spiralseitigen Platte 53a aus erstrecken, und ringförmigen Rillen, die
in der Richtung senkrecht zu den sich radial erstreckenden Rillen
konzentrisch zu der Mitte der spiralseitigen Platte 53a sind,
aufgebaut werden. Als noch eine weitere Alternative kann die Vielzahl
der Rillen als eine Vielzahl von Spiralrillen ausgebildet werden.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
ist auch ein unebener Abschnitt auf der spiralseitigen Platte 53a,
die auf der beweglichen Spirale befestigt ist, ausgebildet, so dass
die Vielzahl der Rillen 85 sich mit der Umdrehung der beweglichen
Spirale 32 relativ zu der Welle 21 bewegt. Diese Erfindung
ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt. Insbesondere kann die
spiralseitige Platte 53a, anstatt auf der beweglichen Spirale 32 montiert zu werden,
relativ zu der Welle 21 in der im Betrieb verriegelten
Beziehung mit der Umdrehung der beweglichen Spirale 32 bewegt
werden.
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Ferner
können
der Außenumfangsdichtungsabschnitt 81,
die druckaufnehmenden Abschnitte 83 und die Rillen 85,
wenngleich in den vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
auf der spiralseitigen Platte 53a ausgebildet, alternativ
auf der Gleitfläche 53a der
festen Seite der Vertiefung 31 zum Aufnehmen der Spirale
ausgebildet werden.
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Auch
verwenden die vorstehend erwähnten Ausführungsformen
eine Ölzuführungseinrichtung zum
Zuführen
des Öls
an das Axialdrucklager 53 unter Verwendung der Druckdifferenz
zwischen dem von dem Ölabscheider 63 abgeschiedenen Öl und dem
Abschnitt, in dem das Axialdrucklager 53 angeordnet ist.
Diese Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt, und
jeder Aufbau, in dem das Öl an
das Axialdrucklager 53 geleitet wird, kann ohne Verwendung
der Druckdifferenz als eine Ölzuführungseinrichtung
verwendet werden.
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Ferner
ist die Vielzahl der druckaufnehmenden Abschnitte 83 gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsformen
nur diametral außerhalb der
Einhüllenden
H, die von dem diametralen Innenrand der gehäuseseitigen Platte 53b als
ein Ergebnis der Relativbewegung der spiralseitigen Platte 53a und
der gehäuseseitigen
Platte 53b gezeichnet wird, angeordnet. In dem Fall, in
dem der Außendurchmesser
der gehäuseseitigen
Platte 53b so klein ist, dass die spiralseitige Platte 53b so
klein ist, dass die spiralseitige Platte 53a mit der Umdrehung
der beweglichen Spirale 32 aus dem Rand der gehäuseseitigen
Platte 53b verschoben werden kann, können die druckaufnehmenden
Abschnitte 83 jedoch nur diametral innerhalb der Umhüllenden
(ein um den Umdrehungsradius kleinerer Kreis als der Außendurchmesser
der gehäuseseitigen
Platte 53b), die von dem Rand auf der diametralen Außenseite
der gehäuseseitigen
Platte 53b gezeichnet wird, angeordnet sein.
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Während die
Erfindung unter Bezug auf spezifische Ausführungsformen beschrieben wurde,
die für
Veranschaulichungszwecke gewählt
wurden, sollte offensichtlich sein, dass von Fachleuten der Technik zahlreiche
Modifikationen daran vorgenommen werden könnten, ohne vom Grundkonzept
und dem Bereich der Erfindung abzuweichen.