DE102008008860B4

DE102008008860B4 - Verdichter

Info

Publication number: DE102008008860B4
Application number: DE102008008860.9A
Authority: DE
Inventors: Shigeki Iwanami; Yasuhiro Oki; Sanemasa Kawabata
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2007-02-14
Filing date: 2008-02-13
Publication date: 2015-09-03
Anticipated expiration: 2028-02-14
Also published as: DE102008008860A1

Abstract

Verdichter, umfassend: ein Gehäuse (1, 1a, 1c) mit einer Kältemittelansaugöffnung (13) und einer Kältemittelausstoßöffnung (22); einen in dem Gehäuse untergebrachten Verdichtungsmechanismus (4) mit einem stationären Abschnitt (24) und einem sich bewegenden Abschnitt (17), der verschiebbar gelagert ist, wobei eine Verschiebung des sich bewegenden Abschnitts bewirkt, dass ein Niederdruckkältemittel von der Kältemittelansaugöffnung angesaugt und komprimiert wird, und ein Hochdruckkältemittel aus der Kältemittelausstoßöffnung ausgestoßen wird; eine in dem Gehäuse untergebrachte Abscheidungseinheit (21b) zum Abscheiden des Schmieröls von dem Kältemittel, das von dem Verdichtungsmechanismus komprimiert wird; und Einführungswege (31, 32, 50; 500, 631, 650), die in dem stationären Abschnitt und dem sich bewegenden Abschnitt angeordnet sind, um das Schmieröl basierend auf der Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel von der Abscheidungseinheit an die gleitenden Abschnitte in dem Gehäuse zu leiten, wobei der Verdichter derart aufgebaut ist, dass der Einführungsweg (31, 32) auf der Seite des stationären Abschnitts und der Einführungsweg (50) auf der Seite des sich bewegenden Abschnitts durch die Verschiebung des sich bewegenden Abschnitts intermittierend miteinander in Verbindung stehen können, und der Verdichter ein Ölzuführungswegelement (30; 661) umfasst, das seitlich verschiebbar zu dem anderen Einführungsweg in dem Einführungsweg entweder des sich bewegenden Abschnitts oder des stationären Abschnitts untergebracht ist und ein Ölzuführungsloch (30a) hat, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, in dem der Einführungsweg (30, 31) auf der Seite des stationären Abschnitts und der Einführungsweg (50) auf der Seite des sich bewegenden Abschnitts miteinander in Verbindung stehen, das Schmieröl in einem Einführungsweg durch das Ölzuführungsloch des Ölzuführungswegelement (30, 661) an den anderen Einführungsweg zugeführt wird, und in dem Fall, in dem der Einführungsweg auf der Seite des stationären Abschnitts und der Einführungsweg auf der Seite des sich bewegenden Abschnitts nicht miteinander in Verbindung stehen, das Ölzuführungswegelement gegen den anderen Abschnitt gedrückt wird, und das Ölzuführungsloch von dem anderen Abschnitt geschlossen wird.

Description

Diese Erfindung betrifft einen Verdichter zum Komprimieren von Kältemittel durch die Verschiebung einer beweglichen Einheit in Bezug auf eine feste Einheit.
DE 10 2005 001 462 A1 beschreibt einen Spiralkompressor mit einer stationären Spirale und einer umlaufenden Spirale, einem Zufuhrpfad, durch welchen das von dem durch die stationäre Spirale und die umlaufende Spirale komprimierten Kältemittel getrennte Schmieröl einem Teil mit einem Druck niedriger als der Ausgabedruck des komprimierten Kältemittels zugeführt wird, und einer Strömungsratenregeleinrichtung zum Steuern der Menge des durch den Zufuhrpfad strömenden Schmieröls, wobei die Strömungsratenregeleinheit durch die Umlaufbewegung der umlaufenden Spirale eine intermittierende Verbindung zwischen dem Zufuhrpfad und dem Teil mit einem Druck niedriger als dem Ausgabedruck einrichtet und wobei der Teil mit einem Druck niedriger als der Ausgabedruck eine auf der Rückseite der umlaufenden Spirale angeordnete Gegendruckkammer ist.
JP 2004-028017 A offenbart einen Spiralverdichter, bei dem einzelne zylinderförmige Dichtkörper in Bohrungen eingesetzt sind und so Gegendruckkammern bilden.
JP 2003-328962 und die entsprechende DE 102 29 123 A1 zeigen ähnlich druckbeaufschlagte Dichtkörper, um Gegendruckkammern zu bilden.
US 2004/0 067 144 A1 beschreibt einen Spiralverdichter, wobei eine Aussparung oder Vertiefung vorgesehen ist, wobei die intermittierende Ölführung Schmieröl von einer Kammer zu einer anderen Kammer leitet. Dabei fungieren beide Kammern als Gegendruckkammern.
Ein in JP 2005-201173A beschriebener elektrisch betriebener Verdichter umfasst einen Verdichtungsmechanismus, wobei Kältemittel durch eine Spiralbewegung einer sich drehenden Spiraleinheit in Bezug auf eine feste Spiraleinheit in einem Verdichtergehäuse komprimiert wird, und einen Schmieröleinführungsweg, wobei von einer Abscheidungseinheit von dem Kältemittel abgeschiedenes Schmieröl zu einer Lagereinheit einer Antriebswelle in einem Verdichtergehäuse geleitet wird.
In dieser Art von Verdichter sind Schmieröleinführungswege ausgebildet, um durch eine sich drehende bzw. orbitierende Spiraleinheit und eine feste bzw. stationäre Spiraleinheit mit einer Lagereinheit einer Antriebswelle in einem Verdichtergehäuse in Verbindung zu stehen. Das Schmieröl, das aus der Abscheidungseinheit durch den Schmieröleinführungsweg strömt, wird zwischen der Antriebswelle und der Lagereinheit zugeführt, so dass die Antriebswelle reibungslos gedreht wird.
In dem vorstehend beschriebenen elektrisch betriebenen Verdichter werden die Schmieröleinführungswege durch die sich drehende Spiraleinheit und die feste Spiraleinheit gebildet. Daher sind die Schmieröleinführungswege auf der Seite der sich drehenden Spiraleinheit und der Schmieröleinführungsweg auf der Seite der festen Spiraleinheit entsprechend der Umdrehung der sich drehenden Spiraleinheit intermittierend miteinander in Verbindung.
Ein Schmierspalt zum Verhindern von Festfressen ist zwischen der sich drehenden Spiraleinheit und der festen Spiraleinheit ausgebildet. Wenn der Schmieröleinführungsweg auf der Seite der sich drehenden Spiraleinheit und der Schmieröleinführungsweg auf der Seite der festen Spiraleinheit nicht miteinander in Verbindung sind, leckt das Schmieröl von dem Öleinführungsweg in den Spalt, und folglich gelingt es nicht, Schmieröl in einer ausreichenden Mange an die Lagereinheit zuzuführen.
Angesichts des vorstehend erwähnten Punkts ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Verdichter zum Niedrighalten des Leckens von Schmieröl bereitzustellen.
In einem Spiralverdichter wird Schmieröl in ein Kältemittel gemischt. Wenn das komprimierte Kältemittel in einer Ausstoßkammer bleibt, wird das Schmieröl von dem Kältemittel abgeschieden. Das abgeschiedene Schmieröl wird an Gleitabschnitten, wie etwa Spiralen, und eine Gegendruckkammer zum Aufnehmen der Axialdruckkraft einer sich drehenden Spirale zugeführt. Es gibt darin Ölzuführungseinrichtungen, wie etwa eine Schmierölpumpe, oder Ölzuführungsmechanismen, die die Druckdifferenz zwischen dem Ausstoßdruck und dem Ansaugdruck oder deren Zwischendruck nutzen.
In einem Ölzuführungsmechanismus, der, wie vorstehend beschrieben, den Differenzdruck nutzt, kann eine Zunahme des Differenzdrucks zwischen dem Ausstoßdruck und dem Ansaugdruck die Menge des zugeführten Schmieröls entsprechend der Drehzahl des Verdichters mehr als notwendig erhöhen. Daher wird in der verwandten Technik ein Dekompressionsteil, wie etwa eine Drosseldüse oder ein poröses Material, in den Ölzuführungsweg eingeführt, um den Widerstand des Wegs zu erhöhen und den Durchsatz des Schmieröls niedrig zu halten, ansonsten ist der Ölzuführungsweg in einer länglichen Rohrleitung ausgebildet. Wenn eine längliche Rohrleitung oder Drosseldüse in dem Ölzuführungsweg verwendet wird, gibt es ein Problem, dass es zusammen mit erhöhten Fertigungskosten schwierig ist, sie maschinell herzustellen. Außerdem bewirkt Metallstaub bei der maschinellen Herstellung oder aufgrund von Abnutzung in dem Kältemittel eine Blockierung in der Drosseldüse, was dazu führt, dass das Öl nicht fähig ist, in einem stabilen Zustand zugeführt zu werden und daher eine Verschlechterung der Leistung und Zuverlässigkeit des Verdichters des Klimatisierungssystems bewirkt.
In dem in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 2005-201173 offenbarten intermittierenden Ölzuführungsmechanismus steht ein in der sich drehenden Spirale ausgebildetes Loch, das einen Teil des zu der Gegendruckkammer führenden Ölzuführungswegs bildet, mit dem Umlaufen der sich drehenden Spirale intermittierend mit einem Loch in der festen Spirale in Verbindung.
In dem intermittierenden Ölzuführungsmechanismus gemäß JP 2005-201173 kann die gewünschte Durchsatzsteuerung aufgrund der Positionsungenauigkeit des maschinell bearbeiteten Lochs oder der Montageungenauigkeit der sich drehenden Spirale und der festen Spirale nicht erzielt werden. Außerdem können das Spiel oder die Abnutzung des Drehverhinderungsmechanismus der sich drehenden Spirale bewirken, dass diese Teile sich aus ihrer anfänglichen Position bewegen, was bewirkt, dass sich die Größe der Öffnungsfläche ändert (was folglich den Durchsatz ändert). Dies wird die Leistung und Zuverlässigkeit des Verdichters und des Klimatisierungssystems verschlechtern.
In Verdichtern, die letzter Zeit entwickelt wurden und CO₂-Kältemittel verwenden, werden die Größen der Lochdurchmesser in sich drehenden und festen Spiralen verringert, um den Druck des Kältemittels zu erhöhen, was eine höhere Genauigkeit in der maschinellen Bearbeitung und Montage erfordert.
Die Erfindung wurde angesichts des Lösens dieser vorstehend beschriebenen Probleme erreicht, und ihre Aufgabe ist, einen Spiralverdichter mit einem intermittierenden Ölzuführungsmechanismus bereitzustellen, der fähig ist, die Durchsatzschwankung niedrig zu halten und eine gewünschte Durchsatzsteuerung sicherzustellen.
Offenbarung der Erfindung
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß dieser Erfindung ein Verdichter bereitgestellt, der umfasst: ein Gehäuse (1, 1a, 1c) mit einer Kältemittelansaugöffnung (13) und einer Kältemittelausstoßöffnung (22),
einen in dem Gehäuse untergebrachten Verdichtungsmechanismus (4) mit einem stationären bzw. festen Abschnitt (24) und einem sich bewegenden bzw. orbitierenden Abschnitt (17), der verschiebbar gelagert ist, wobei ein Niederdruckkältemittel von der Kältemittelansaugöffnung angesaugt und komprimiert wird und ein Hochdruckkältemittel durch die Verschiebung des beweglichen Abschnitts aus der Kältemittelausstoßöffnung ausgestoßen wird, eine in dem Gehäuse untergebrachte Abscheidungseinheit (21b) zum Abscheiden des Schmieröls von dem Kältemittel, das von dem Verdichtungsmechanismus komprimiert wird, und Einführungswege (31, 32, 50), die auf dem festen Abschnitt und dem beweglichen Abschnitt jeweils angeordnet sind, um das Schmieröl basierend auf der Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel von der Abscheidungseinheit an die gleitenden Teile in dem Gehäuse zu leiten,
wobei der Verdichter derart aufgebaut ist, dass der Einführungsweg auf der Seite des festen Abschnitts und der Einführungsweg auf der Seite des beweglichen Abschnitts intermittierend miteinander in Verbindung stehen, wenn sich der bewegliche Abschnitt dreht, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: ein Ölzuführungswegelement (30) mit einem Ölzuführungsloch (30a), das verschiebbar in dem Einführungsweg entweder des beweglichen oder des festen Abschnitts untergebracht ist, wobei, wenn der Einführungsweg (30, 31) auf der Seite des festen Abschnitts und der Einführungsweg (50) auf der Seite des beweglichen Abschnitts miteinander in Verbindung stehen, das Schmieröl in einem Einführungsweg durch das Ölzuführungsloch (30a) des Ölzuführungswegelements (30) an einen anderen Einführungsweg zugeführt wird; wenn der Einführungsweg auf der Seite des festen Abschnitts und der Einführungsweg auf der Seite des beweglichen Abschnitts jedoch nicht miteinander in Verbindung stehen, wird das Ölzuführungswegelement gegen den anderen Abschnitt gedrückt, und das Loch wird von dem anderen Abschnitt geschlossen.
Als ein Ergebnis kann das Lecken des Schmieröls aus dem Ölzuführungsloch des Ölzuführungswegelements unterdrückt werden, wodurch es ermöglicht wird, das Lecken des Schmieröls zu unterdrücken.
Der Gleitabschnitt in dem Gehäuse ist als ein Spalt zwischen den zwei Elementen, die in gleitendem Kontakt miteinander angeordnet sind, oder zum Beispiel als ein Spalt zwischen der Antriebswelle und der Lagereinheit definiert.
Die Schnittfläche (S1) des Ölzuführungslochs (30a) des Ölzuführungswegelements (30), wobei die Schnittfläche (S1) senkrecht zu der Richtung ist, in der das Schmieröl fließt, ist kleiner als die Schnittfläche (S4) des Einführungswegs (50) des anderen Abschnitts, wobei die Schnittfläche (S4) senkrecht zu der Richtung ist, in der das Schmieröl strömt.
Selbst wenn daher das Ölzuführungsloch (30a) des Ölzuführungswegelements (30) und der Einführungsweg (50) des anderen Abschnitts während des Betriebs relativ gegeneinander verschoben werden, besteht eine kleine Möglichkeit, dass das Ölzuführungsloch (30a) außerhalb des Außenrands des Einführungswegs (50) verschoben wird und die Schnittfläche für den Fluiddurchgang verringert wird.
Das Ölzuführungswegelement ist ein bewegliches Ölzuführungselement, das ein Ölzuführungsloch in der axialen Richtung hindurch hat und beweglich in dem Einführungsweg eines Abschnitts aufgenommen ist, und das bewegliche Ölzuführungselement wird unter dem Druck des Kältemittels in Richtung des anderen Abschnitts bewegt, so dass das Ölzuführungsloch von dem anderen Abschnitt geschlossen wird.
Da das bewegliche Ölzuführungselement in diesem Fall in Richtung des anderen Abschnitts bewegt wird und das Ölzuführungsloch von dem anderen Abschnitt geschlossen wird, wird das Lecken des Schmieröls unterdrückt.
Das bewegliche Ölzuführungselement wird durch die Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckabschnitt und dem Hochdruckabschnitt von dem Verdichtungsmechanismus gegen den anderen Abschnitt gedrückt. Daher kann das bewegliche Ölzuführungselement ohne Verwendung eines elastischen Elements, wie etwa einer Feder, zum Anlegen von Druck gedrückt werden.
Ein Dichtungselement (400) ist in einer derartigen Weise bereitgestellt, dass es ausgebildet ist, das bewegliche Ölzuführungselement in der diametralen Richtung zu umgeben, um den Raum zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des beweglichen Ölzuführungselements und der inneren Umfangsoberfläche des Einführungswegs eines Abschnitts hermetisch abzudichten.
Als ein Ergebnis wird das Schmieröl davon abgehalten, aus dem Spalt zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des beweglichen Ölzuführungselements und der inneren Umfangsoberfläche des Einführungswegs eines Abschnitts zu lecken.
Das Ölzuführungselement ist aus einem elastischen Material gefertigt und in dem Einführungsweg eines Abschnitts in einer elastisch verformbaren Weise aufgenommen. Ferner wird das Ölzuführungswegelement unter dem Druck des Kältemittels elastisch verformt, und das Ölzuführungsloch wird von dem anderen Abschnitt geschlossen.
Als ein Ergebnis kann das Ölzuführungsloch von dem anderen Abschnitt aufgrund der elastischen Verformung des Ölzuführungswegelements geschlossen werden.
Ein Zusatzdichtungselement (400A), das in dem Spalt zwischen dem beweglichen Abschnitt und dem festen Abschnitt in einer derartigen Weise ausgebildet ist, um das Ölzuführungswegelement zu umgeben, um den Spalt zwischen dem beweglichen Abschnitt und dem festen Abschnitt hermetisch zu schließen, ist bereitgestellt.
Wenn der Kontaktdruck des Ölzuführungselements gegen die drehende Spiralgleitfläche übermäßig erhöht wird, verursacht der erhöhte Druck Abnutzung auf der Gleitfläche der sich drehenden Spirale.
Gemäß dieser Erfindung wird ein Verdichter bereitgestellt, der die vorstehend beschriebenen Probleme löst und den Kontaktdruck des Ölzuführungswegelements gegen die Gegenspirale in dem passenden Bereich steuern kann, um sowohl das Lecken des Schmieröls als auch die Abnutzung der Gleitfläche zu verhindern.
Um die vorstehend beschriebene Aufgabe zu lösen, wird gemäß dieser Erfindung ein Verdichter bereitgestellt, der umfasst: ein Gehäuse (1, 1a, 1c) mit einer Kältemittelansaugöffnung (13) und einer Kältemittelausstoßöffnung (22) und einen in dem Gehäuse untergebrachten Verdichtungsmechanismus (4) mit einem festen Abschnitt (24) und einem beweglichen Abschnitt (17), der verschiebbar gelagert ist, wobei die Verschiebung des beweglichen Abschnitts bewirkt, dass ein Niederdruckkältemittel von der Kältemittelansaugöffnung eingesaugt und komprimiert wird, und ein Hochdruckkältemittel, aus der Kältemittelausstoßöffnung ausgestoßen wird, eine in dem Gehäuse untergebrachte Abscheidungseinheit (21b) zum Abscheiden des Schmieröls von dem Kältemittel, das von dem Verdichtungsmechanismus komprimiert wird, und Einführungswege (631, 650), die auf dem festen Abschnitt und dem beweglichen Abschnitt jeweils angeordnet sind, um das Schmieröl basierend auf der Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel von der Abscheidungseinheit an den Gleitabschnitt in dem Gehäuse zu leiten, wobei der Verdichter derart aufgebaut ist, dass der Einführungsweg auf der Seite des festen Abschnitts und der Einführungsweg auf der Seite des beweglichen Abschnitts intermittierend miteinander in Verbindung stehen, wenn sich der bewegliche Abschnitt dreht, wobei der Verdichter umfasst: ein Ölzuführungswegelement (661) mit einem Ölzuführungsloch (667), das verschiebbar in dem Einführungsweg des beweglichen Abschnitts oder des festen Abschnitts untergebracht ist, und wobei in dem Fall, in dem der Einführungsweg (631) auf der Seite des festen Abschnitts und der Einführungsweg (650) auf der Seite des beweglichen Abschnitts miteinander in Verbindung stehen, das Schmieröl in einem Einführungsweg durch das Ölzuführungsloch des Ölzuführungswegelements an einen anderen Einführungsweg zugeführt wird. Wenn der Einführungsweg auf der Seite des festen Abschnitts und der Einführungsweg auf der Seite des beweglichen Abschnitts jedoch nicht miteinander in Verbindung stehen, wird das Ölzuführungswegelement gegen den anderen Abschnitt gedrückt, und das Ölzuführungsloch wird von dem anderen Abschnitt geschlossen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölzuführungswegelement (661) durch die Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel von dem Verdichtungsmechanismus (4) an den festen Abschnitt (24) oder den beweglichen Abschnitt (17) gedrückt wird und die Fläche der Gleitfläche (669) des Ölzuführungswegelements (661) in gleitendem Kontakt mit dem beweglichen oder festen Abschnitt (17, 24) größer als die Fläche der druckaufnehmenden Oberfläche (668) ist, die von dem Hochdruckkältemittel beeinflusst wird.
Selbst wenn der an die druckaufnehmende Oberfläche (668) angelegte Druck erhöht wird, kann der auf die Gleitfläche (669) angelegte Druck verringert werden, da die Fläche der druckaufnehmenden Oberfläche (668) bei dem hohen Druck kleiner als die Fläche der Gleitfläche (669) ist, wodurch die Abnutzung der Gleitfläche (669) auf der Niederdruckseite des Ölzuführungswegelements (661) und der Oberfläche (617d) des beweglichen Abschnitts (17) verhindert werden kann.
Um zum Beispiel das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, kann ein Spiralverdichter verwendet werden, der um den festen Abschnitt (24) umläuft. Der Radius der Umdrehung des Spiralverdichters ist vergleichsweise klein. Daher kann die Durchsatzregulierung mit einem vergleichsweise kompakten Mechanismus realisiert werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, hat das Ölzuführungswegelement (661) einen Abschnitt (666) mit großem Durchmesser, einen Abschnitt (665) mit kleinem Durchmesser und eine abgestufte Oberfläche (661a), die zwischen dem Abschnitt (666) mit großem Durchmesser und dem Abschnitt (665) mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist. Eine niederdruckseitige Gleitfläche (669) ist an dem Endabschnitt des Abschnitts (666) mit großem Durchmesser ausgebildet, und eine hochdruckseitige druckaufnehmende Oberfläche ist an dem Endabschnitt des Abschnitts (665) mit kleinem Durchmesser ausgebildet. Da die auf dem Abschnitt (665) mit kleinem Durchmesser aufgenommene Kraft folglich von dem Abschnitt (666) mit großem Durchmesser gehalten wird, kann der Kontaktdruck der Gleitfläche in einem vorbestimmten Bereich niedrig gehalten werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, können die folgenden Einrichtungen in dem zylindrischen Ölzuführungswegelement (661) verwendet werden, wobei der Durchmesser der hochdruckseitigen druckaufnehmenden Oberfläche (668) D₁ sei,
der Durchmesser der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) D₂ sei,
der Durchmesser des Ölzuführungslochs (667) D₃ sei,
der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels, das an die hochdruckseitige druckaufnehmende Oberfläche (668) angelegt wird, Pd sei,
der Druck, der aufgrund des geringfügigen Ölleckens zwischen der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) und dem niederdruckseitigen Element an die niederdruckseitige Gleitfläche (669) angelegt wird, Pr sei,
der Druck des zwischen den festen Abschnitt (24) und den beweglichen Abschnitt (17) eingefügten Niederdruckkältemittels Ps sei,
die axial an das Ölzuführungswegelement (661) aufgrund des mit Pd bezeichneten Drucks angelegte Kraft F₁ sei,
die an das Ölzuführungswegelement (661) aufgrund des mit Ps bezeichneten Drucks angelegte Kraft F₂ sei,
die axial an die abgestufte Oberfläche (661a) des Ölzuführungswegelements (661) aufgrund des mit Ps bezeichneten Drucks angelegte Kraft F₃ sei,
die schließlich in die Axialrichtung an das Ölzuführungswegelement (661) angelegte Kraft F sei und
der Abstand von der axialen Mitte des Ölzuführungswegelements (661) r sei. Dann werden die folgenden Beziehungen erhalten: F = F₁ – F₂ + F₃ > 0 F₁ = πPd / 4(D 2 / 1 – D 2 / 3)
F₃ = πPs / 4(D 2 / 2 – D 2 / 1)
Selbst wenn das Schmieröl daher etwas in den Raum zwischen der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) und dem beweglichen Abschnitt (17) eindringt, wird daher verhindert, dass die Kraft aufgrund dieses Drucks des Schmieröls über die Kraft hinaus zunimmt, mit der das Ölzuführungswegelement (661) gegen den beweglichen Abschnitt (17) gedrückt wird. Folglich wird kein Spalt zwischen der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) und dem beweglichen Abschnitt (17) gebildet, wodurch es möglich gemacht wird, das Lecken des Schmieröls zu verhindern.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, kann eine Einrichtung verwendet werden, in der der Durchmesser (D₂) der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) des Ölzuführungswegelements (661) kleiner als der Umdrehungsdurchmesser (2ε) der Umdrehungsbewegung des beweglichen Abschnitts (17) in Bezug auf den festen Abschnitt (24) ist. Daher wird während der Umdrehung des beweglichen Abschnitts (24) in Bezug auf den festen Abschnitt (24) kein Teil des beweglichen Abschnitts (17) immer in Kontakt mit der Gleitfläche (669) gehalten. Als ein Ergebnis können die Ölzuführungsfähigkeit und die wesentlichen Ausstoßeigenschaften von Fremdstoffen auf dem Gleitteil zwischen dem beweglichen Abschnitt (17) und dem festen Abschnitt (24) für die Abnutzungsbeständigkeit verbessert werden.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, kann eine Einrichtung verwendet werden, in der der Verdichter (600) ein Spiralverdichter ist und der Einführungsweg (631) auf der Seite des festen Abschnitts auf einem festen Spiralgrundplattenabschnitt (24a) und der Einführungsweg (650) auf der Seite des beweglichen Abschnitts auf einem sich drehenden Spiralgrundplattenabschnitt (17a) angeordnet ist. Daher kann das hochdruckseitige Schmieröl in dem Spiralverdichter hinreichend an den Gleitteil der sich drehenden Spirale auf der Niederdruckseite zugeführt werden. Diese Einrichtung kann folglich ihre Wirkung in dem Verdichter zeigen, der ein Kohlendioxidkältemittel verwendet, bei dem dem Gleitteil aufgrund des hohen Drucks eine schwere Last auferlegt wird.
Um das vorstehend beschriebene Problem zu lösen, wird gemäß dieser Erfindung ein Spiralverdichter bereitgestellt, der umfasst: einen intermittierenden Ölzuführungsmechanismus zum Steuern des Durchsatzes des Schmieröls oder des Gegendruckdurchsatzes in einer derartigen Weise, dass mit der Umdrehung der Drehwelle zum Antreiben der sich bewegenden Spirale ein Loch (823e) auf der stromaufwärtigen Seite und ein Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite intermittierenden miteinander in Verbindung stehen, wobei das Loch (823e) auf der stromaufwärtigen Seite mit einer Hochdrucköllagerkammer (829) verbunden ist und auf der festen Seite oder der beweglichen Seite des Verdichtungsmechanismus (802) ausgebildet ist und das Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite und auf der anderen der festen Seite oder der beweglichen Seite ausgebildet ist, wobei der Durchmesser d₁ des Lochs (823e) auf der stromaufwärtigen Seite kleiner als der Durchmesser d₂ des Lochs (822e) auf der stromabwärtigen Seite ist.
Selbst wenn daher eine Ortskurvenmitte des Lochs (823e) auf der stromaufwärtigen Seite von einer ursprünglichen Position verschoben wird, kann die Verringerung der überlappenden Fläche daher unterdrückt werden. Da außerdem der Durchmesser d₁ des Lochs auf der stromaufwärtigen Seite kleiner als der Durchmesser d₂ des Lochs auf der stromabwärtigen Seite ist, ist es möglich, das Lecken aus dem Loch auf der stromaufwärtigen Seite bei einem höheren Druck zu verringern, während beide Löcher nicht miteinander in Verbindung stehen.
Ein Spiralverdichter wird bereitgestellt, wobei das Loch (823e) auf der stromaufwärtigen Seite als ein Loch der festen Spiralseite in dem Endplattenabschnitt (823a) der festen Spirale ausgebildet ist und das Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite als ein Loch der sich drehenden Spirale in dem Endplattenabschnitt (822a) der sich drehenden Spirale ausgebildet ist, und das Loch (823e) auf der stromaufwärtigen Seite und das Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite geeignet sind, mit der Umdrehung der sich drehenden Spirale miteinander intermittierend in Verbindung zu stehen.
Ein Spiralverdichter wird bereitgestellt, wobei das Loch (823e) auf der Seite der festen Spirale innerhalb des Winkelbereichs ±45° in Bezug auf die Ortskurvenmitte C₃ des Lochs auf der Seite der sich drehenden Spirale auf der Linie angeordnet ist, die die Mitte C₁ der festen Spirale und die Ortskurvenmitte C₃ des Lochs (822e) auf der Seite der sich drehenden Spirale verbindet, und die Drehverschiebung der sich drehenden Spirale (822) innerhalb der Toleranz unverändert gehalten werden kann.
Ein Spiralverdichter wird bereitgestellt, bei dem die Drehrichtung der sich drehenden Spirale (822) in Bezug auf die Mitte C₂ und die Drehrichtung des Lochs (822e) auf der Seite der sich drehenden Spirale tangential zueinander sind. In diesem Fall kann ein stabilerer Zustand in der Verbindung beider Löcher gegen die Drehverschiebung der sich drehenden Spirale (822) sichergestellt werden als in dem Fall, in dem die zwei Richtungen in der Normalrichtung sind.
Ein Spiralverdichter wird bereitgestellt, wobei der Abstand α zwischen der Ortskurvenmitte C₃ des Lochs (822e) auf der Seite der sich drehenden Spirale und der Mitte C₄ des Lochs (823e) auf der Seite der festen Spirale und der Umdrehungsradius r die Beziehung α < r haben. Angenommen, dass α = r, hat das Öffnungsflächenverhältnis eine Spitze an einem verschobenen Punkt, während in dem Fall, in dem α < r, ein gleichmäßiger Durchsatz gegen die vertikale Verschiebung zwischen dem Loch auf der Seite der sich drehenden Spirale und dem Loch auf der Seite der festen Spirale sichergestellt werden kann.
Ein Spiralverdichter wird bereitgestellt, der CO₂ als Kältemittel verwendet, wobei es notwendig ist, die Größe des intermittierenden Ölzuführungslochs aufgrund des höheren Kältemitteldrucks in dem Spiralverdichter als in dem herkömmlichen Verdichter, der Kältemittel aus Fluorid, wie etwa HFC134, verwendet, zu verringern. In dem Spiralverdichter hat die Lochverschiebung eine verhängnisvolle Wirkung. Daher ist diese Erfindung, die beabsichtigt, die Verschiebung zu unterdrücken, besonders wirksam.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Wasserheizung vom Wärmepumpentyp gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des in 1 gezeigten Verdichters zeigt.
3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht von 2.
4 ist ein Diagramm, das die Ortskurve der Umdrehung des Ölzuführungslochs des in 3 gezeigten beweglichen Abschnitts zeigt.
5 ist eine Teilansicht, die den Verdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
6 ist eine Teilansicht, die den Verdichter gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
7 ist eine Teilansicht, die den Verdichter gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
8 ist eine Schnittansicht, die den Verdichter gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
9 ist eine Teilansicht, die den Verdichter gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
10 ist eine Perspektivansicht, die den Spiralverdichter gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
11 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen beweglichen Stift des in 10 gezeigten Spiralverdichters zeigt.
12 ist eine Schnittansicht, die den Druck und die Kraft zeigt, die auf den in 11 gezeigten beweglichen Stift (Ölzuführungswegelement) ausgeübt werden.
13A ist ein Diagramm, das die Ortskurve in dem Fall zeigt, in dem der Umdrehungsdurchmesser der sich drehenden Spirale in Bezug auf die feste Spirale größer als der Durchmesser der Gleitfläche des beweglichen Stifts in dem in 10 gezeigten Verdichter ist.
13B ist ein Diagramm, das die Ortskurve in dem Fall zeigt, in dem der Umdrehungsdurchmesser der sich drehenden Spirale in Bezug auf die feste Spirale kleiner als der Durchmesser der Gleitfläche des beweglichen Stifts in dem in 10 gezeigten Verdichter ist.
14A ist eine Schnittansicht, die das Kippmoment zeigt, das an den in 11 gezeigten beweglichen Stift angelegt wird.
14B ist eine Schnittansicht, die das Kippmoment zeigt, das an den beweglichen Stift angelegt wird, der keinen Abschnitt mit großem Durchmesser hat.
15 ist eine Schnittansicht des Spiralverdichters gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung.
16 ist eine detaillierte Schnittansicht, die die wesentlichen Teile der Erfindung zeigt.
17A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Mitte C₁, der festen Spirale und der Mitte C₂ der sich drehenden Spirale und die Beziehung zwischen dem Loch auf der Seite der festen Spirale und dem Loch auf der Seite der sich drehenden Spirale des Spiralverdichters gemäß dieser Ausführungsform erklärt.
17B ist ein Diagramm, das die betrieblichen Auswirkungen von 17A erklärt.
18A ist ein Diagramm, das ein Beispiel der Beziehung zur Zeit der Verbindung zwischen dem Loch auf der Seite der festen Spirale und dem Loch auf der Seite der sich drehenden Spirale erklärt.
18B ist ein Diagramm, das die Richtung erklärt, in der die zwei Löcher verschoben werden.
19A ist ein Diagramm, das ein Vergleichsbeispiel für die Beziehung zur Zeit der Verbindung zwischen dem Loch auf der Seite der festen Spirale und dem Loch auf der Seite der sich drehenden Spirale erklärt.
19B ist ein Diagramm, das die Richtung erklärt, in der die zwei Löcher verschoben werden.
20 ist ein Diagramm, das den Verbindungsbereich (den Bereich, in dem das Loch auf der Seite der festen Spirale angeordnet ist) zwischen dem Loch auf der Seite der festen Spirale und dem Loch auf der Seite der sich drehenden Spirale gemäß dieser Ausführungsform erklärt.
21A und 21B sind Diagramme, die die Beziehung zwischen dem Abstand α zwischen dem Mittelloch C₄ des Lochs auf der Seite der festen Spirale und der Ortskurvenmitte C₃ des Lochs auf der Seite der sich drehenden Spirale und dem Umdrehungsradius r gemäß dieser Ausführungsform erklären.
22 ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Drehwinkel der sich drehenden Spirale und dem Öffnungsflächenverhältnis in dem Fall zeigt, in dem das Loch auf der Seite der festen Spirale und das Loch auf der Seite der sich drehenden Spirale, die miteinander in Verbindung stehen, angeordnet sind wie in 18 und 19 gezeigt.
23 ist ein Diagramm, das die Verschiebung an dem Spitzenpunkt in der y-Richtung in dem Fall der Beziehung α = r zeigt, wobei der Abstand zwischen dem Mittelloch C₄ des Lochs auf der Seite der festen Spirale und der Ortskurvenmitte C₃ des Lochs auf der Seite der sich drehenden Spirale α sei und der Umdrehungsradius r sei.
Beste Art der Ausführung der Erfindung
(Erste Ausführungsform)
1 zeigt eine Wasserheizung vom Wärmepumpentyp, die in dem Verdichter gemäß einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird.
Die Wasserheizung vom Wärmepumpentyp umfasst einen Verdichter 100 zum Einsaugen und Komprimieren des Kältemittels, einen Kältemittelwärmetauscher 110 (Wasserkühler) zum Austauschen von Wärme zwischen dem aus dem Verdichter 100 ausgestoßenen Kältemittel und Wasser in einem Wasserbehälter, ein Drosselventil 120 zum Verringern des Drucks des Kältemittels, das aus dem Kältemittelwärmetauscher 110 strömt, einen Verdampfer 130 zum Absorbieren von Wärme aus der Atmosphärenluft – und Verdampfen des Kältemittels, das aus dem Drosselventil 120 strömt, und einen Gas-Flüssigkeitsabscheider 140 zum Abscheiden des Kältemittels von dem Verdampfer 130 in ein flüssigphasiges Kältemittel und ein gasphasiges Kältemittel und Zuführen des gasphasigen Kältemittels an den Verdichter 100. Kohlendioxid wird zum Beispiel als das Kältemittel verwendet.
Als nächstes wird die Struktur des Verdichters 100 gemäß dieser Ausführungsform unter Bezug auf 2 bis 4 erklärt.
2 ist eine Schnittansicht, die die innere Struktur des Spiralverdichters 100 zeigt, und 3 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils A in 2.
Wie in 2 gezeigt, ist der Spiralverdichter 100 ein horizontaler Verdichter, der im Wesentlichen horizontal installiert ist und ein im Wesentlichen zylindrisches Gehäuse 1 umfasst, das aus einem Metall gebildet ist. Ein Deckel 1a schließt die Öffnung auf einem axialen Ende (die Öffnung auf der linken Seite in der Zeichnung) des Gehäuses 1, und ein Deckel 1c schließt die Öffnung an dem anderen axialen Ende (der Öffnung auf der rechten Seite in der Zeichnung) des Gehäuses 1.
Eine Motoreinheit 3 ist in dem Gehäuse 1 angeordnet und umfasst einen Rotor 9 und einen Stator 11. Der Rotor 9 ist ein aus einem Magnet gebildetes zylindrisches Element, und eine Antriebswelle 10 ist unter einer Presspassung in dem hohlen Abschnitt des Rotors 9 befestigt. Der Stator 11 ist in dem Gehäuse 1 gelagert und aus einem Statorkern (aus einem magnetischen Material gebildet) aufgebaut, der mit einer Statorspule 11a bewickelt ist. Der Stator 11 legt ein magnetisches Drehfeld an und dreht den Rotor 9.
Die Antriebswelle 10 ist aus einem Metall gebildet und in einer horizontalen Richtung angeordnet. Ein Endabschnitt (auf der linken Seite in der Zeichnung) der Antriebswelle 10 wird von einem Lagerelement 29a drehbar gehalten. Das Lagerelement 29a wird durch eine Haltewand 6 von der Innenwand des Gehäuses 1 gehalten. Das Lagerelement 29a und die Haltewand 6 sind durch Bolzen BO aneinander befestigt.
Die Haltewand 6 hat einen (nicht gezeigten) Schmierölweg, in dem das Schmieröl strömt. Der andere Endabschnitt (auf der rechten Seite in der Zeichnung) der Antriebswelle 10 wird drehbar von dem Lagerelement 29b gehalten. Das Lagerelement 29b wird auf der Innenwand des Gehäuses 1 gehalten.
Die Antriebswelle 10 ist mit einem Ölzuführungsloch 10a ausgebildet, das sich axial erstreckt und zwischen den axialen Enden und einem Öleinspritzloch 10c hindurch gebildet ist, das von dem Ölzuführungsloch 10a zu dem Lagerelement 29a verbindet. Die Antriebswelle 10 ist mit einem Öleinfspritzloch 10b ausgebildet, das von dem Ölzuführungsloch 10a zu dem Lagerelement 29b verbindet. Das Lagerelement 29a ist mit einem Ölauslassloch 29d ausgebildet, das mit dem Ölzuführungsloch 10a in Verbindung ist und zu einem axialen Ende offen ist. Im Übrigen kann das Ölauslassloch 29d von einem Absperrhahn geschlossen werden, um das Schmieröl zu erhöhen, das durch das Öleinspritzloch 10c geht, Das andere Ende der Antriebswelle 10 ist mit einem exzentrischen Abschnitt 10e ausgebildet, dessen Achse in Richtung eines seiner Enden verschoben ist. In den exzentrischen Abschnitt 10e ist eine Nabe 17c der sich drehenden bzw. orbitierenden Spirale 17 eingepasst. Als ein Ergebnis wird die sich drehende Spirale 17 mit der Drehung der Antriebswelle 10 in die Umdrehungsbewegung versetzt. Die sich drehende bzw. orbitierende Spirale 17 bildet zusammen mit der festen bzw. stationären Spirale 24 den Verdichtungsmechanismus 4 zum Komprimieren des Kältemittels. Die sich drehende Spirale 17 umfasst einen beweglichen Grundplattenabschnitt 17a und einen umlaufenden Schaufelabschnitt 17b (eine Überlappung) ebenso wie die Nabe 17c. Der bewegliche Grundplattenabschnitt 17a ist in der Form einer Scheibe ausgebildet, und der umdrehende Schaufelabschnitt 17b steht von dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a in die Richtung entgegengesetzt zu der Antriebswelle 10 vor, während er spiral ausgebildet ist.
Die feste bzw. stationäre Spirale 24 umfasst einen festen Grundplattenabschnitt 24a und einen festen Schaufelabschnitt 24b (eine Überlappung). Der feste Grundplattenabschnitt 24a ist in der Form einer Scheibe ausgebildet und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a zugewandt angeordnet. Eine Verdichtungskammer 18 ist zwischen dem festen Grundplattenabschnitt 24a und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a ausgebildet.
Der feste Schaufelabschnitt 24b steht von dem festen Grundplattenabschnitt 24a in Richtung des beweglichen Grundplatten 17a vor und ist spiralförmig ausgebildet Der feste Schaufelabschnitt 24b und der sich drehende Schaufelabschnitt 17b sind in der Verdichtungskammer 18 miteinander in Eingriff. Der feste Grundplattenabschnitt 24a wird von dem Lagerelement 29b gehalten. Der feste Grundplattenabschnitt 24a ist durch Bolzen an dem Lagerelement 29b befestigt.
Ein Einlass 13 ist auf dem Außenumfang des festen Plattenabschnitts 24a ausgebildet. Der Einlass 13 ist von dem Gehäuse 1 nach außen offen und steht mit der Verdichtungskammer 18 in Verbindung.
Eine Ausstoßkammer 20a ist auf der Seite des festen Grundplattenabschnitts 24a weit weg von der Antriebswelle 10 angeordnet. Der feste Plattenabschnitt 24a hat eine Ausstoßöffnung 19, die ihrerseits zwischen der Ausstoßkammer 20a und der Verdichtungskammer 18 verbindet. Die Ausstoßkammer 20a hat ein Rückstoßventil 20. Das Rückstoßventil 20 ist zum Verhindern des Rückstroms des Hochdruckkältemittels, das durch die Ausstoßöffnung 10 aus der Verdichtungskammer 18 ausgestoßen wird.
Ein Ölabscheidungsmechanismus 21b ist auf der stromabwärtigen Seite der Ausstoßkammer 20a angeordnet. Der Ölabscheidungsmechanismus 21b ist ein wohlbekannter umdrehender Fluid-Ölabscheider mit Doppelzylinderstruktur mit einem Innenzylinder und einem Außenzylinder. Der Ölabscheidungsmechanismus 21b trennt das Schmieröl von dem Kältemittel, das durch einen Kältemittelzuführungsweg 21a von der Ausstoßkammer 20a zugeführt wird. Eine Ausstoßöffnung 22, die von dem Gehäuse 1 nach außen offen ist, ist auf dem Außenumfang des Ölabscheidungsmechanismus 21b ausgebildet. Die Ausstoßöffnung 22 ist derart bereitgestellt, dass das Kältemittel, aus dem das Schmieröl durch den Ölabscheidungsmechanismus 21b entfernt wird, in Richtung des Kältemittelwärmetauschers 110 ausgestoßen wird.
Eine Hochdrucköllagerkammer 40 ist unter dem Ölabscheidungsmechanismus 21b angeordnet. Die Hochdrucköllagerkammer 40 lagert das Schmieröl darin, das von dem Ölabscheidungsmechanismus 21b durch den Ölzuführungsweg 21c nach unten strömt. Der feste Grundplattenabschnitt 24a hat einen Ölzuführungsweg 31, bei dem ein Ende zum inneren der Hochdrucklagerkammer 40 offen ist.
Ein Aufnahmeraum 32, der einen zylindrischen Hohlraum bereitstellt, ist, wie in 3 gezeigt, auf der Seite des beweglichen Grundplattenabschnitts 17 des Ölzuführungswegs 31 angeordnet. Der bewegliche Stift 30 ist ein aus einem Metall gebildetes zylindrisches bewegliches Ölzuführungselement und ist derart angeordnet, dass seine Achse mit der Richtung zusammenfällt, in die das Schmieröl strömt (durch den Pfeil Na in 3 angezeigt). Der Aufnahmeraum 32 nimmt den zylindrischen beweglichen Stift 30 axial beweglich auf.
Der bewegliche Stift 30 hat ein sich axial erstreckendes Ölzuführungsloch 30a. Das Ölzuführungsloch 30a steht mit dem Ölzuführungsweg 31 in Verbindung. Die Endfläche auf der stromaufwärtigen Seite des beweglichen Stifts 30 in der Strömung des Schmieröls ist mit einer druckaufnehmenden Oberfläche 30b zum Aufnehmen des Drucks des Kältemittels ausgebildet, das von dem Ölzuführungsweg 31 strömt.
Der bewegliche Grundplattenabschnitt 17a der sich drehenden Spirale 17 hat ein Ölzuführungsloch 50. Mit der Umdrehungsbewegung der sich drehenden Spirale 17 steht das Ölzuführungsloch 50, wie in 4 gezeigt, intermittierend in Verbindung mit dem Ölzuführungsloch 30a (d. h. dem Aufnahmeraum 32) des beweglichen Stifts 30. Im Übrigen bezeichnet die Doppelpunktstrichlinie 200 in 4 die Umdrehungsortskurve des Ölzuführungslochs 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a.
Ein Ende des Ölzuführungslochs 50 ist offen zu dem festen Grundplattenabschnitt 24a. Das Ölzuführungsloch 50 ist, wie in 2 gezeigt, in der Form eines L ausgebildet und sein anderes Ende steht mit der Öllagerkammer 51 in Verbindung. Die Öllagerkammer 51 ist zwischen dem exzentrischen Abschnitt 10e und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a ausgebildet und mit dem Ölzuführungsloch 10a der Antriebswelle 10 verbunden.
Die Schnittfläche S3 des Aufnahmeraums 32 senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt, ist größer als die Schnittfläche S2 des Ölzuführungswegs 31 senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt (S3 > S2). Die Schnittfläche S1 des Ölzuführungslochs 30a senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt, ist andererseits schmaler als die Schnittfläche S2 des Ölzuführungswegs 31 (S2 > S1). Die Schnittfläche S3 des Aufnahmeraums 32 senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt, ist größer als die Schnittfläche S1 des Ölzuführungslochs 30a senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt (S3 > S1). Die Schnittfläche S4 des Ölzuführungslochs 50 senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt, ist größer als die Schnittfläche S1 des Ölzuführungslochs 30a (S4 > S1).
Das Lagerelement 29b hat, wie später beschrieben, einen Öleinführungsweg 16 zum Rückführen des Schmieröls, das in dem unteren Teil des Gehäuses 1 bleibt, an den Verdichtungsmechanismus 4.
Als nächstes wird der Betrieb dieser Ausführungsform erklärt.
Die Antriebswelle 10 der Motoreinheit 3 treibt die sich drehende Spirale 17 an. Die sich drehende Spirale 17 wird in die Umdrehungsbewegung versetzt, was zu einer Änderung des Volumens zwischen dem festen Schaufelabschnitt 24b und dem umdrehenden Schaufelabschnitt 17b führt. Gleichzeitig wird das Niederdruckkältemittel durch den Einlass 13 in die Verdichtungskammer 18 eingesaugt und von ihr komprimiert. Als ein Ergebnis strömt das Hochdruckkältemittel von der Verdichtungskammer 18 durch das Auslassloch 19, die Ausstoßkammer 20a und den Kältemittelzuführungsweg 21a in Richtung des Ölabscheidungsmechanismus 21b.
In dem Ölabscheidungsmechanismus 21b wird das Schmieröl in dem Kältemittel durch die Zentrifugalkraft des Wirbels, der von dem Hochdruckkältemittel bewirkt wird, abgeschieden, und das restliche Kältemittel wird aus dem Auslassloch 22 ausgelassen. In dem Verfahren strömt das Schmieröl durch den Ölzuführungsweg 21c zu der Hochdrucköllagerkammer 40.
Danach wird das Schmieröl aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckkältemittel (dem Kältemitteldruck nach der Kompression) und dem Niederdruckkältemittel (dem Kältemitteldruck vor der Kompression) von der Hochdrucköllagerkammer 40 an die Lagerabschnitte 29a, 29b geleitet.
Insbesondere strömt das Schmieröl durch den Ölzuführungsweg 31 in dem festen Grundplattenabschnitt 24a in Richtung des Aufnahmeraums 32. In dem Aufnahmeraum 32 wird das Schmieröl gegen die druckaufnehmende Oberfläche 30b des beweglichen Stifts 30 in Richtung des beweglichen Grundplattenabschnitts 17 gedrückt.
Wenn die druckaufnehmende Oberfläche 30b des beweglichen Stifts 30 sich an dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt 32a des Aufnahmeraums 32 in dem Schmieröl befindet, nimmt der Teil der druckaufnehmenden Oberfläche 30b des beweglichen Stifts 30, der dem Ölzuführungsweg 31 entspricht, den Druck von dem Schmieröl auf.
In dem Verfahren wird die von dem beweglichen Stift 30 von dem Schmieröl aufgenommene Kraft F durch nachstehende Gleichung (1) ausgedrückt. F = (Pd – Ps)(S2 – S1) (1) wobei Pd der Druck des Hochdruckkältemittels und Ps der Druck des Niederdruckkältemittels ist.
Wenn die druckaufnehmende Oberfläche 30b des beweglichen Stifts 30 von dem Abschnitt 32a am weitesten stromaufwärtig von dem Aufnahmeraum 32 in dem Schmieröl entfernt ist (d. h. in dem Fall, in dem ein Raum zwischen dem am weitesten stromaufwärtigen Abschnitt 32a des Aufnahmeraums 32 in dem Schmieröl und der druckaufnehmenden Oberfläche 30b ausgebildet ist), wie in 3 gezeigt, nimmt die gesamte druckaufnehmende Oberfläche 30b des beweglichen Stifts 30 den Druck von dem Schmieröl auf.
In dem Verfahren wird die von dem beweglichen Stift 30 von dem Schmieröl empfangene Kraft durch nachstehende Gleichung (2) ausgedrückt. F = (Pd – Ps)(S3 –S1) (2)
Andererseits dreht der bewegliche Grundplattenabschnitt 17a, wie vorstehend beschrieben, in Bezug auf den festen Grundplattenabschnitt 24a um. Als ein Ergebnis steht das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a intermittierend mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 in Verbindung.
Wenn das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a nicht in Verbindung mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 ist, wie in 3 gezeigt, ist das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 von dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a geschlossen. Als ein Ergebnis sind der Spalt Ka zwischen dem festen Grundplattenabschnitt 24a und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a und das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30a geschlossen.
In dem Fall, in dem das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a andererseits in Verbindung mit dem Ölzuführungsloch 30 des beweglichen Stifts 30 ist, strömt das Schmieröl durch das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 in das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a.
Als nächstes strömt das Schmieröl von dem Ölzuführungsloch 50 durch die Öllagerkammer 51 in das Ölzuführungsloch 10a der Antriebswelle 10. Ein Teil des Schmieröls strömt durch das Öleinspritzloch 10c in den Spalt zwischen dem Lagerelement 29 und der Antriebswelle 10. Ebenso strömt ein Teil des Schmieröls durch das Einspritzloch 10b in den Spalt zwischen dem Lagerelement 29 und der Antriebswelle.
Wie vorstehend beschrieben, strömt das Schmieröl in den Spalt zwischen den Lagerelementen 29a, 29b und der Antriebswelle 10, und daher kann sich die Antriebswelle 10 reibungslos drehen. Im Übrigen entspricht „der Spalt zwischen den Lagerelementen 29a, 29b und der Antriebswelle 10” „dem Gleitabschnitt in dem Gehäuse”.
Das restliche Schmieröl strömt von dem Ölauslassloch 290 des Lagerelements 29a durch das Ölzuführungsloch 10a der Antriebswelle 10 hinunter zu dem unteren Teil des Gehäuses 1. Danach wird dieses Schmieröl durch den Schmierölweg 8 und den Öleinführungsweg 16 in den Verdichtungsmechanismus 4 gesaugt.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Ausführungsform bewirkt die Umdrehungsbewegung der sich drehenden Spirale 17, dass das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a intermittierend mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 in Verbindung steht. In dem Fall, in dem das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a nicht in Verbindung mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 ist, ist das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 von dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a geschlossen. Als ein Ergebnis ist der Raum zwischen dem Spalt Ka und dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 geschlossen. Auf diese Weise wird verhindert, dass das Schmieröl von dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 in den Spalt Ka leckt. Gleichzeitig wird die Notwendigkeit, die Menge des Schmieröls zu erhöhen, die von dem Ölabscheidungsmechanismus 21b zugeführt wird, beseitigt.
Die Gesamtmenge des Schmieröls in dem Hochtemperaturzustand, das an die Lagerabschnitte 29a, 29b zugeführt wird, kann verringert werden. Als ein Ergebnis kann die Energie des Hochdruckkältemittels, das von dem Verdichtungsmechanismus 4 ausgestoßen wird, die als die in dem Schmieröl enthaltene Wärmeenergie entzogen wird, verringert werden. Auf diese Weise kann die Wärmeenergie, die als ein Hochdruckkältemittel von dem Verdichter 100 an den Kältemittelwärmetauscher 110 geschickt wird, erhöht werden. Als ein Ergebnis kann der Kältemittelwärmetauscher 110 den Wärmeaustauschbetrieb effizient durchführen.
Ein Raum 32k, in dem das Schmieröl strömt, ist in dem Teil des Aufnahmeraums 32 stromaufwärtig von dem beweglichen Stift 30 ausgebildet, und die druckaufnehmende Oberfläche 30b des beweglichen Stifts 30 liegt zu diesem Raum 32k frei. Als ein Ergebnis kann der Druck des Kältemittels sicher an den beweglichen Stift 30 weitergegeben werden.
Die Menge des zugeführten Schmieröls wird durch die Öffnungsfläche des Ölzuführungslochs 30a auf der Hochdruckseite, das mit dem Ölzuführungsloch 50 auf der Niederdruckseite verbunden ist, und den Öffnungsfaktor (das Zeitverhältnis des offenen Zustands) bestimmt. Diese Spezifikation ist durch zwei Faktoren, einschließlich der Schnittfläche S1 des hochdruckseitigen Ölzuführungslochs 30a und der Schnittfläche S4 des niederdruckseitigen Ölzuführungslochs 50 bestimmt. Gemäß dieser Ausführungsform ist S4 größer als S1 festgelegt (S4 > S1).
Selbst wenn das hochdruckseitige Ölzuführungsloch 30a und das niederdruckseitige Ölzuführungsloch 50 aufgrund von Fehlern in der maschinellen Verarbeitung und Montage relativ gegeneinander verschoben sind, wird als ein Ergebnis der Prozentsatz, zu dem das Ölzuführungsloch 30a während der Verbindung in das Ölzuführungsloch 50 verschoben ist, verringert. Eine vorbestimmte Menge des Schmieröls wird sicher zugeführt.
Die Schnittfläche S1 des hochdruckseitigen Ölzuführungslochs 30a ist so klein, dass das Lecken des Schmieröls auf eine kleine Menge unterdrückt werden kann, wenn vorübergehend ein Spalt an dem Ende des beweglichen Stifts 30 ausgebildet wird.
Im Allgemeinen wird in dem Kältemittelkreislaufsystem, das Kohlendioxid als ein Kältemittel verwendet, die Differenz zwischen hohen und niedrigen Kältemitteldrücken erhöht, während das System in Betrieb ist. Eine erhöhte Differenz zwischen den hohen und niedrigen Kältemitteldrücken kann die Menge des Schmieröls, die leckt, erhöhen.
Im Gegensatz dazu kann in dem Aufbau gemäß dieser Ausführungsform die Leckmenge des Schmieröls unter Verwendung des beweglichen Stifts 30 verringert werden, und daher ist diese Ausführungsform geeignet auf den Kältemittelkreislauf anwendbar, der eine große Differenz zwischen den hohen und niedrigen Drücken des Kältemittels hat und Kohlendioxid verwendet.
Die sich drehende Spirale 17 und die feste Spirale 24, die den Verdichtungsmechanismus des Spiralverdichters 100 bilden, müssen mit einer strengen Abmessungstoleranz konstruiert werden. Die relativen Positionen des Ölzuführungslochs 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a und des Ölzuführungslochs 30a des beweglichen Stifts 30 müssen in dem Konstruktionsverfahren streng festgelegt werden, um die Leckmenge des Schmieröls zu verringern.
Wenn die relativen Positionen des Ölzuführungslochs 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a und des Ölzuführungslochs 30a des beweglichen Stifts 30 streng festgelegt werden, kann diese Ausführungsform geeignet für den Spiralverdichter verwendet werden.
(Zweite Ausführungsform)
Gemäß einer zweiten Ausführungsform, wie in 5 gezeigt, ist ein Dichtungselement 400 auf dem beweglichen Stift 30 der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform montiert, um das Lecken des Schmieröls zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des beweglichen Stifts 30 und der Innenwandoberfläche des Aufnahmeraums 32 heraus zu unterdrücken. Das Dichtungselement 400 ist ein O-Ring, der derart ausgebildet ist, dass er den beweglichen Stift 30 aus der diametralen Richtung umgibt.
In diesem Fall wird verhindert, dass das Eindringen von feinen Fremdstoffen die Bewegung des beweglichen Stifts 30 nachteilig beeinflusst, indem diese sich in dem Außenumfang des beweglichen Stifts 30 festfressen.
(Dritte Ausführungsform)
Gemäß einer dritten Ausführungsform ist, wie in 6 gezeigt, ein Zusatzdichtungselement 400A zu dem Spalt Ka zwischen der sich drehenden Spirale 17 und der festen Spirale 24 der ersten Ausführungsform hinzugefügt, so dass das Schmieröl von dem Aufnahmeraum 32 und dem beweglichen Stift 30, wenn es leckt, nicht in den Spalt Ka ausgedehnt wird.
Das Zusatzdichtungselement 400A ist in einem Ring in einer derartigen Weise ausgebildet, dass es den beweglichen Stift 30 umgibt und in eine ringförmige Rille 401 der festen Spirale 24 eingepasst ist. Das Zusatzdichtungselement 400A gleitet auf der sich drehenden Spirale 17 mit der Umdrehungsbewegung der sich drehenden Spirale 17.
Der Druck des Hochdruckkältemittels ist in dem Spalt zwischen dem Zusatzdichtungselement 400A und der Rille 401, und das Zusatzdichtungselement 400A wird folglich gegen die sich drehende Spirale 17 gedrückt.
(Vierte Ausführungsform)
In den vorstehend beschriebenen ersten bis dritten Ausführungsformen wird ein Beispiel erklärt, in dem der aus einem Metall ausgebildete bewegliche Stift 30 als ein Ölzuführungswegelement verwendet wird. In der vierten Ausführungsform wird andererseits ein Beispiel erklärt, in dem anstelle des beweglichen Stifts 30 ein elastisches Dichtungselement aus einem elastischen Materials, wie etwa Federstahl, als ein Ölzuführungswegelement verwendet wird.
Die Struktur des Verdichters 100 gemäß dieser Ausführungsform ist in 7 gezeigt.
Ein elastisches Dichtungselement 30A wird aufgebaut, indem es mit einem kleinen Zylinderabschnitt 310 auf der stromabwärtigen Seite eines großen Zylinderabschnitts 300 in dem Schmieröl verbunden ist, und der kleine Zylinderabschnitt 310 ist derart angeordnet, dass er vom Inneren des Aufnahmeraums 320 in Richtung des Spalts Ka vorsteht.
Die Verbindung 320 zwischen dem großen Zylinderabschnitt 300 und dem kleinen Zylinderabschnitt 310 ist dünner als die Zylinderabschnitte 300, 310. Als ein Ergebnis ist die Festigkeit in Form von Steifheit der Verbindung 320 niedrig im Vergleich zu den Zylinderabschnitten 300, 310. Folglich ist der kleine Zylinderabschnitt 310 derart aufgebaut, dass er durch die elastische Verformung der Verbindung 320 in Richtung des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a verschiebbar ist.
Das Ölzuführungsloch 30b des großen Zylinderabschnitts 300 und das Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 stehen miteinander in Verbindung, und eine druckaufnehmende Oberfläche 340 ist auf der stromaufwärtigen Seite des kleinen Zylinderabschnitts 310 in der Strömung des Schmieröls ausgebildet.
Wenn der kleine Zylinderabschnitt 310 gegen die bewegliche Grundplatte 17a gedrückt wird, wird der große Zylinderabschnitt 300 unter Druck oder ähnlichem in den Aufnahmeraum 32 eingepasst.
Im Übrigen ist es nicht erforderlich, dass der kleine Zylinderabschnitt 310, wenn er aufgebaut ist, um unter dem Kältemitteldruck von der Hochdruckseite gegen den beweglichen Grundplattenabschnitt 17a gedrückt zu werden, zur Zeit des Druckeinpassens des großen Zylinderabschnitts 300 gegen den beweglichen Grundplattenabschnitt 17a gedrückt wird.
Angenommen, dass das Schmieröl von dem Ölzuführungsweg 31 in dem festen Grundplattenabschnitt 24a durch das Innere des Aufnahmeraums 32 zu dem großen Zylinderabschnitt 300 des elastischen Dichtungselements 30A strömt. Dann wird das Schmieröl gegen die druckaufnehmende Oberfläche 340 des kleinen Zylinderabschnitts 310 in Richtung des beweglichen Grundplattenabschnitts 17 gedrückt.
In dem Verfahren wird die Kraft F, die der kleine Zylinderabschnitt 310 von dem Schmieröl aufnimmt, durch nachstehende Gleichung (3) ausgedrückt. F = (Pd – Ps)(S3 – S1) + F0 (3) wobei S3 die Schnittfläche des Ölzuführungslochs 30b des großen Zylinderabschnitts 300 senkrecht zu der Richtung ist, in die das Schmieröl strömt, und S1 die Schnittfläche des Ölzuführungslochs 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 senkrecht zu der Richtung ist, in die das Schmieröl strömt. F0 ist die elastische Kraft der Verbindung 320, mit der der kleine Zylinderabschnitt 310 gedrückt wird, wobei das Schmieröl nicht gegen die druckaufnehmende Oberfläche 340 des kleinen Zylinderabschnitts 310 gedrückt wird.
Mit einer Umdrehungsbewegung des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a steht das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a intermittierend mit dem Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 in Verbindung.
Wenn das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a mit dem Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 in Verbindung steht, strömt das Schmieröl durch das Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 in dem Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a.
Wenn das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a andererseits nicht mit dem Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 in Verbindung steht, wie in 7 gezeigt, ist das Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 von dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a geschlossen. Als ein Ergebnis ist der Raum, von dem Spalt Ka zwischen dem festen Grundplattenabschnitt 24a und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a zu dem Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 hermetisch geschlossen.
Der kleine Zylinderabschnitt 310 des elastischen Dichtungselements 30A wird durch den Druck {(Pd – Ps)(S3 – S1)} von dem Schmieröl und die elastische Kraft (F0) der Verbindung 320 gedrückt. Als ein Ergebnis kann das Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 von dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a sicher geschlossen werden. Auf diese Weise wird das Schmieröl sicher davon abgehalten, aus dem Ölzuführungsloch 30a des kleinen Zylinderabschnitts 310 zu lecken.
Der große Zylinderabschnitt 300 ist unter Druck fest in den Aufnahmeraum 32 eingepasst, und daher kann das Lecken des Schmieröls zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des großen Zylinderabschnitts 300 und der inneren Umfangsoberfläche des Aufnahmeraums 32 heraus verhindert werden.
(Fünfte Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform ist vorstehend unter Bezug auf ein Beispiel beschrieben, in dem der bewegliche Stift auf, der Seite des festen Grundplattenabschnitts der festen Spirale angeordnet ist. Gemäß der fünften Ausführungsform wird andererseits, wie in 8 gezeigt, ein Beispiel erklärt, in dem der bewegliche Stift 30 anstelle des in der ersten Ausführungsform beschriebenen Aufbaus auf dem Lagerelement 29b angeordnet ist. In 8 bezeichnen die gleichen Bezugsnummern wie die in 2 jeweils die gleichen Elemente.
Der Unterschied im Aufbau dieser Ausführungsform zu der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird erklärt.
Wie in 8 gezeigt, ist der Aufnahmeraum 32 gemäß dieser Ausführungsform auf dem Lagerelement 29b angeordnet. Insbesondere ist der Aufnahmeraum 32 auf der Seite des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a weit weg von dem festen Grundplattenabschnitt 24a angeordnet.
Das Lagerelement 29b hat den Ölzuführungsweg 500. Der Ölzuführungsweg 500 leitet das Schmieröl, das von der Hochdrucköllagerkammer 40 durch den Ölzuführungsweg 31 zu dem Aufnahmeraum 32 strömt. Als ein Ergebnis wird der bewegliche Stift 30 durch das Schmieröl gegen den beweglichen Grundplattenabschnitt 17 gedrückt.
Mit der Umdrehungsbewegung der sich drehenden Spirale 17 steht andererseits das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a, wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform, intermittierend in Verbindung mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30.
Gleichzeitig ist das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 durch den beweglichen Grundplattenabschnitt 17a geschlossen, solange das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a nicht in Verbindung mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 steht.
Wenn das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a andererseits mit dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 in Verbindung steht, strömt das Schmieröl durch das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 in das Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a.
(Sechste Ausführungsform)
Die vorstehend beschriebene erste Ausführungsform stellt einen Fall dar, in dem der bewegliche Stift auf der festen Spirale angeordnet ist. Alternativ kann der bewegliche Stift, wie in 9 gezeigt, auf der sich drehenden Spirale angeordnet sein.
Der Aufbau dieses Falls ist in 9 gezeigt. Der Aufnahmeraum 32 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Ölzuführungslochs 50 ausgebildet, und der bewegliche Stift 30 ist in dem Aufnahmeraum 32 untergebracht. In diesem Fall ist ein Federelement Ba zwischen dem beweglichen Stift 30 und dem am weitesten stromabwärtigen Abschnitt 32b des Aufnahmeraums 32 in der Strömung des Schmieröls angeordnet. Der bewegliche Stift 30 wird unter der von dem Federelement Ba auf seine druckaufnehmende Oberfläche 30b ausgeübten Kraft gegen den festen Grundplattenabschnitt 24a gedrückt.
Der Ölzuführungsweg 31 ist zu dem Spalt Ka des festen Grundplattenabschnitts 24a offen. Mit der Umdrehungsbewegung der sich drehenden Spirale 17 stehen das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 und der Ölzuführungsweg 31 intermittierend miteinander in Verbindung. Solange das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 und der Ölzuführungsweg 31 miteinander in Verbindung stehen, strömt daher das Schmieröl von dem Ölzuführungsweg 31 durch das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 zu dem Ölzuführungsloch 50 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a.
Wenn das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 und der Ölzuführungsweg 31 andererseits nicht miteinander in Verbindung stehen, ist das Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 durch den festen Grundplattenabschnitt 24a geschlossen. Als ein Ergebnis ist der Raum zwischen dem Spalt Ka und dem Ölzuführungsloch 30a des beweglichen Stifts 30 geschlossen. Wie in der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird daher verhindert, dass das Schmieröl von dem Ölzuführungsloch 30 des beweglichen Stifts 30 in den Spalt Ka strömt.
(Siebte Ausführungsform)
In jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird eine Erklärung für einen Fall gegeben, der als einen Verdichter gemäß der Erfindung den Spiralverdichter zum Komprimieren des Kältemittels durch Umdrehen der sich drehenden Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 verwendet. Die Erfindung ist nichtsdestotrotz nicht auf diesen Aufbau beschränkt, und der Verdichter gemäß der Erfindung kann ein sich hin und her bewegender Verdichter oder ein Rotationsverdichter sein.
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wird ein Fall erklärt, in dem der „Spalt zwischen den Lagerelementen 29a, 29b und der Antriebswelle 10” als der „Gleitabschnitt in dem Gehäuse” verwendet wird. Als eine Alternative kann „der Spalt zwischen der sich drehenden Spirale 17 und dem Lagerelement 29b” als „der Gleitabschnitt in dem Gehäuse” ausgelegt werden. Ein Drehverhinderungsmechanismus, der für die sich drehende Spirale verwendet wird, kann als „der Gleitabschnitt in dem Gehäuse” ausgelegt werden.
10 ist eine Schnittansicht, die die innere Struktur des Spiralverdichters 600 gemäß einer achten Ausführungsform der Erfindung zeigt, und 11 ist eine vergrößerte Ansicht des Teils A in 10. In dem in 10 gezeigten Verdichter 600 sind die gleichen Bestandteile wie die des in 2 gezeigten Verdichters 100 jeweils mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet und nicht noch einmal erklärt.
Eine Hochdrucköllagerkammer 40 ist unter dem Ölabscheidungsmechanismus 21b angeordnet, der auf der Hochdruckseite der festen Spirale 24 angeordnet ist. Die hochdruckseitige Öllagerkammer 40 lagert das Schmieröl, das von dem Ölabscheidungsmechanismus 21b durch den Ölzuführungsweg 21c nach unten strömt. Der feste Grundplattenabschnitt 24a der festen Spirale 24 hat einen Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite, von dem ein Ende in die Hochdrucköllagerkammer 40 offen ist und dessen anderes Ende zu der Oberfläche 624d der festen Grundplatte 24a, die der sich drehenden' Spirale 17 zugewandt ist, offen ist.
Andererseits ist ein Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite auf dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a der sich drehenden Spirale 17 angeordnet. Dieser Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite hat eines seiner Enden zu der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a, der der festen Spirale 24 zugewandt ist, offen, und nachdem er in die L-Form gebogen ist, ist steht sein anderes Ende mit der Öllagerkammer 651 in Verbindung. Diese Öllagerkammer 651 ist zwischen dem exzentrischen Abschnitt 10e und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a ausgebildet und steht mit dem Ölzuführungsloch 10a der Antriebswelle 10 in Verbindung.
Ein beweglicher Stiftaufnahmeraum 662 zum Aufnehmen des beweglichen Stifts 661 ist, wie in 11 gezeigt, in der beweglichen Grundplatte 17 ausgebildet und mit dem Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite in Verbindung. Dieser bewegliche Stiftaufnahmeraum 662 hat einen Hauptaufnahmeraum 663 und einen Aufnahmeraum 664 mit großem Durchmesser. Der Hauptaufnahmeraum 663 ist in einem zylindrischen Hohlraum mit einer Achse senkrecht zu der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a geformt. Der Aufnahmeraum 664 mit großem Durchmesser 664 ist größer als der Hauptaufnahmeraum 663.
Der bewegliche Stift 661 hat einen zylindrischen beweglichen Hauptabschnitt 665 und einen beweglichen Abschnitt 666 mit großem Durchmesser. Der zylindrische bewegliche Hauptabschnitt 665 ist in der Axialrichtung beweglich in flüssigkeitsdichtem Zustand in den Hauptaufnahmeraum 663 eingepasst. Der bewegliche Abschnitt 666 mit dem großen Durchmesser hat einen größeren Durchmesser als der bewegliche Hauptabschnitt 665 und hat eine Größe, die in den Aufnahmeraum 664 mit großem Durchmesser eingepasst werden soll. Eine abgestufte Oberfläche 661 ist zwischen dem beweglichen Hauptabschnitt 665 und dem beweglichen Abschnitt 666 mit großem Durchmesser ausgebildet. Der bewegliche Stift 661 ist mit einem Ölzuführungsloch 667 in der axialen Richtung ausgebildet, um das Schmieröl durchzulassen. Die Seite des beweglichen Stifts 661, die näher an der Hochdrucköllagerkammer 40 ist, ist mit einer Öldruck-aufnehmenden Oberfläche 668 mit dem Durchmesser D₁ und der Fläche J₁ ausgebildet, um den Druck des Schmieröls in dem Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite aufzunehmen. Die Seite des beweglichen Stifts 661, die näher an der sich drehenden Spirale 17 ist, ist andererseits mit einer Gleitfläche 669 mit dem Durchmesser D₂ und der Fläche J₂ ausgebildet, um in Kontakt mit der Oberfläche 617d zu gleiten.
In diesem Aufbau wird das Hochdruckschmieröl an den Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite zugeführt. Der Druck des Schmieröls wird an die Öldruck-aufnehmende Oberfläche 668 des beweglichen Stifts 661 angelegt, und der bewegliche Stift 661 wird gegen die Oberfläche 617d der sich drehenden Spirale 17 gedrückt. Wie in 11 gezeigt, ist der bewegliche Stift 661 daher durch die Oberfläche 617d der sich drehenden Spirale 17 geschlossen, solange das Ölzuführungsloch 667 des beweglichen Stifts 661 und der Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite gegeneinander versetzt sind. Folglich wird verhindert, dass das Schmieröl in dem Ölzuführungsloch 667 in den Spalt Ka zwischen der sich drehenden Spirale 17 und der festen Spirale 24 leckt. Wenn in diesem Zustand die sich drehende Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 umdreht, passt das Ölzuführungsloch 667 des beweglichen Stifts 661 zu dem Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite. Der Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite und der Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite kommen soweit, dass sie miteinander in Verbindung stehen, und das Schmieröl wird von dem Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite an den Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite zugeführt. Auf diese Weise wird das Schmieröl mit der Umdrehungsbewegung der sich drehenden Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 intermittierend von dem Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite an den Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite zugeführt.
Da dieser Verdichter 60 vom Spiraltyp einen relativ kleinen Umdrehungsradius der sich drehenden Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 hat, kann der Durchsatz des Schmieröls mit einem relativ kompakten Mechanismus reguliert werden.
Dieser Verdichter 600 kann in einer derartigen Weise ausgebildet werden, dass die Fläche der Gleitfläche 661 größer als die Fläche der Öldruckaufnehmenden Oberfläche 668 ist, d. h. D₁ < D₂ und J₁ < J₂. Selbst unter der Betriebsbedingung, dass der Druck auf die Öldruck-aufnehmende Oberfläche 668 zunimmt, kann der Druck auf die Gleitfläche 669 verringert werden, da die Fläche J₂ der Gleitfläche 669 größer als die Fläche J₁ der Öldruck-aufnehmenden Oberfläche 668 ausgebildet ist, so dass verhindert werden kann, dass die Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 und die Oberfläche 617d der beweglichen Grundplatte 17a abgenutzt werden.
In diesem Verdichter 600 sei, wie in 12 gezeigt, der Durchmesser des Ölzuführungslochs 667 des beweglichen Stifts 661 D₃, der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels, der an die Öldruck-aufnehmende Oberfläche 668 des beweglichen Stifts 661 weitergegeben wird, sei Pd, der Druck, der an die Gleitfläche 669 in dem Abstand r von der Achse aufgrund des geringfügigen Ölleckens zwischen der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 und der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a weitergegeben wird, sei Pr, der Druck des Niederdruckkältemittels, das zwischen der entgegengesetzten Oberfläche 624d des festen Grundplattenabschnitts 24a und der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a dazwischengeschaltet ist, sei Ps, die unter dem mit Pd angegebenen Druck axial an den beweglichen Stift 661 angelegte Kraft sei F₁, die unter dem mit Pr angegebenen Druck an den beweglichen Stift 661 angewendete Kraft sei F₂, die unter dem mit Ps angegebenen Druck axial an die abgestufte Oberfläche 661a des beweglichen Stifts 661 angelegte Kraft sei F₃, die schließlich in der axialen Richtung des beweglichen Stifts 661 angelegte Kraft sei F, und der mittlere an die Gleitfläche 669 weitergegebene Druck sei P. Folglich werden die folgenden Beziehungen erhalten:

F₁ = πPd / 4(D 2 / 1 – D 2 / 3) F₃ = πPs / 4(D 2 / 2 – D 2 / 1) F = F₁ – F₂ + F₃ > 0 P = F/ π / 4(D 2 / 2 – D 2 / 3)
In dem Fall, in dem, wie in 12 gezeigt, das Ölzuführungsloch 667 des beweglichen Stifts 661 von dem Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite verschoben wird und sich an einer Position befindet, die der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a zugewandt ist, dringt das Schmieröl dann etwas zwischen der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 und der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a ein.
Als ein Ergebnis wird die Druckverteilung aufgrund des Schmieröls, wie in 12 gezeigt, auf dem beweglichen Stift 661 erzeugt, und die Kraft F₂ wird ausgeübt, um den beweglichen Stift 661 von dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a weg zu ziehen. Je größer der Durchmesser D₂ der Gleitfläche 669 ist, desto größer ist die Kraft F₂. Wenn die Kraft F₂ die Kraft F₁ einmal überwindet, würde ein Spalt zwischen der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 und der Oberfläche 617 des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a erzeugt, wodurch das Lecken des Schmieröls bewirkt wird.
Um diese Erscheinung zu verhindern, sind in diesem Verdichter 600 D₁, D₂ und D₃ in einer derartigen Weise festgelegt, dass die Gleitfläche 669 gegen die Oberfläche 617d gedrückt wird, d. h. F > 0, wodurch das Lecken des Schmieröls verhindert wird.
In dem Verdichter 600 ist der Außendurchmesser D₂ der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661, wie in 13A gezeigt, kleiner als der Durchmesser 2ε der Umdrehung der sich drehenden Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 festgelegt.
Wenn der Außendurchmesser D₂ der Gleitfläche 669, wie in 13B gezeigt, größer als der Durchmesser 2ε der Umdrehung der sich drehenden Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 ist, würde ein Teil G ausgebildet, wo die Gleitfläche 669 und die Oberfläche 617d der sich drehenden Spirale 17 in Kontakt miteinander gehalten werden. Daher würde das Öl unzureichend an das bestimmte Teil zugeführt werden, oder Fremdstoffe zwischen den Gleitflächen würden stehen bleiben.
Daher hat der Verdichter 600 gleichzeitig den Ölzuführungswirkungsgrad zwischen den Gleitflächen und den Wirkungsgrad des Ausstoßens von Fremdstoffen zwischen den Gleitflächen für eine verbesserte Abnutzungsbeständigkeit verbessert.
Als nächstes wird das Kippmoment des beweglichen Stifts 661 des Verdichters 600 wie folgt beschrieben. Das Kippmoment wird am größten, wenn der Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite das Ölzuführungsloch 667 des beweglichen Stifts 661 erreicht. Wenn der bewegliche Stift einmal gekippt ist, werden die Schwierigkeiten, wie etwa das Lecken des Schmieröls und die abnorme Abnutzung der Gleitfläche des beweglichen Stifts verursacht.
14a zeigt den beweglichen Stift 661 des Verdichters 600 gemäß dieser Ausführungsform, und 14B zeigt den zylindrischen beweglichen Stift 661 ohne den Teil mit großem Durchmesser. Diese Zeichnungen zeigen den Zustand, in dem der bewegliche Grundplattenabschnitt 17a sich relativ zu dem festen Grundplattenabschnitt 24a in die Richtung des Pfeils S bewegt und der Ölzuführungsweg 650 auf der beweglichen Seite des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a gerade das Ölzuführungsloch 667 des beweglichen Stifts 661 erreicht hat.
In diesen Zeichnungen sei der Abstand von der Achse zu dem Wirkpunkt der Kraft F₂, die von dem Druck Pr an den beweglichen Stift 661 angelegt wird, a,
die an den äußersten hinteren Rand der Gleitfläche 669 entgegengesetzt zu der Richtung des Fortschritts des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a angelegte Kraft sei F₄,
der Abstand von der Achse zu dem Wirkpunkt, auf den die Gegenkraft F₄ angewendet wird, sei r₂,
der Reibungskoeffizient zwischen der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661, 761 und der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a sei μ,
die von der Gegenkraft F₄ in der Richtung des Fortschritts des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a angewendete Reibungskraft sei μF₄, und
der Abstand zu der Oberfläche 617d des beweglichen Grundplattenabschnitts 17a von dem Wirkpunkt, an dem die Gegenkraft μF₄ gegen die Reibungskraft μF₄ angewendet wird, sei l.
Dann ist die Gleichgewichtsgleichung des Kippmoments gegeben als: μF₄l + F₂a – F₄r₂ = 0 F₁ + F₃ – F₂ – F₄ = 0
Folglich
Um das Kippen zu verhindern, ist daher die Beziehung F₂ > 0, d. h. r₂ > μl erforderlich. Als ein Ergebnis treten wie in dem beweglichen Stift 661 des Verdichters 600 gemäß dieser Ausführungsform das Kippen und das Lecken kaum auf, und die Abnutzungsbeständigkeit kann vorteilhafter verbessert werden, indem der Radius r₂ der Gleitfläche 669 vergrößert wird.
Wie vorstehend erklärt, ist in diesem Verdichter 600 die Seite der beweglichen Grundplatte 17 des Ölzuführungswegs 631 auf der festen Seite mit dem beweglichen Stiftaufnahmeraum 662 ausgebildet. Dieser bewegliche Stiftaufnahmeraum 662 umfasst einen Hauptaufnahmeabschnitt 663 mit einem zylindrischen Hohlraum und einen Aufnahmeabschnitt 664 mit großem Durchmesser, der einen größeren Durchmesser als der bewegliche Stiftaufnahmeabschnitt 663 hat. Der bewegliche Stiftaufnahmeraum 662 nimmt den beweglichen Stift 661 auf, der einen zylindrischen beweglichen Hauptabschnitt 665 umfasst, der axial beweglich in flüssigkeitsdichter Weise in den Hauptaufnahmeraum 662 eingepasst ist, und einen beweglichen Abschnitt 666 mit großem Durchmesser, der in dem Aufnahmeabschnitt 664 mit großem Durchmesser untergebracht ist, der einen größeren Durchmesser hat als der bewegliche Hauptabschnitt 665. Der bewegliche Stift 661 ist mit einem axialen Ölzuführungsloch 667 ausgebildet, das geeignet ist, das Schmieröl durchzulassen. Eine Öldruck-aufnehmende Oberfläche 668 nimmt den Druck des Schmieröls in dem Ölzuführungsweg 631 auf der festen Seite auf. Eine Gleitfläche 669 in der Seite der sich drehenden Spirale 17 ist in gleitendem Kontakt mit der Oberfläche 637d. De Fläche der Gleitfläche 669 ist größer als die der Öldruck-aufnehmenden Oberfläche 668.
Selbst unter der Betriebsbedingung, dass der Druck auf der Öldruckaufnehmenden Oberfläche 668 zunimmt, kann der Druck auf die Gleitfläche 669 verringert werden, da die Fläche der Gleitfläche 669 größer als die Fläche der Öldruck-aufnehmenden Oberfläche 668 ausgebildet ist, so dass verhindert werden kann, dass die Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 und die Oberfläche 617d der beweglichen Grundplatte 17a abgenutzt werden.
In diesem Verdichter 600 sind der Durchmesser D₁ der Öldruck-aufnehmenden Oberfläche 668, der Durchmesser D₂ der Gleitfläche 669 und der Durchmesser D₃ des Ölzuführungslochs 667 in der folgenden Weise festgelegt.
Die Kraft F₂ zum Wegziehen des beweglichen Stifts 661 von dem festen Grundplattenabschnitt 24a unter dem Druck des Schmieröls, das ein wenig zwischen dem festen Grundplattenabschnitt 24a und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a eindringt, ist kleiner als die Summe der Kraft F₁ aufgrund des hochdruckseitigen Kältemittels, die an die Öldruck-aufnehmende Oberfläche 668 weitergegeben wird, und der axialen Kraft F₃ aufgrund des Niederdruckkältemittels, die an die abgestufte Oberfläche 661a des beweglichen Stifts 661 weitergegeben wird.
Aus diesem Grund nimmt die Kraft aufgrund des Drucks des Schmieröls, selbst in dem Fall, in dem das Schmieröl ein wenig zwischen der Gleitfläche 669 und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a eindringt, nie über die Kraft zum Drücken des beweglichen Stifts gegen den beweglichen Grundplattenabschnitt 17a hinaus zu. Folglich wird zwischen der Gleitfläche 669 und dem beweglichen Grundplattenabschnitt 17a kein Spalt ausgebildet, wodurch es möglich gemacht wird, das Lecken des Schmieröls zu verhindern.
In dem Verdichter 600 ist der Außendurchmesser D₂ der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 kleiner festgelegt als der Durchmesser 2ε der Umdrehung der sich drehenden Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24. Als ein Ergebnis wird kein Teil der Oberfläche 617d in Kontakt mit der Gleitfläche 669 gehalten, während die sich drehende Spirale in Bezug auf die feste Spirale umdreht. Daher wird die Fähigkeit, das Öl zwischen die Gleitflächen zuzuführen und Fremdstoffe auszustoßen, verbessert, während gleichzeitig die Abnutzungsbeständigkeit verbessert wird.
Da in dem Verdichter 600 der Außendurchmesser D₂ der Gleitfläche 669 des beweglichen Stifts 661 groß ist, ist der bewegliche Stift 661 geeignet, nicht gekippt zu werden, so dass das Lecken bei einer hohen Abnutzungsbeständigkeit leicht verhindert werden kann.
Wenngleich die vorstehend beschriebene Ausführungsform im Übrigen den Spiralverdichter verwendet, in dem die sich drehende Spirale 17 in Bezug auf die feste Spirale 24 umdreht, um dadurch das Kältemittel zu komprimieren, ist die Erfindung nicht auf diese Art von Verdichter beschränkt, sondern auch auf den sich hin und her bewegenden Verdichter und den Rotationsverdichter anwendbar.
15 ist eine Schnittansicht des Spiralverdichters gemäß einer neunten Ausführungsform der Erfindung und 16 eine detaillierte Schnittansicht eines intermittierenden Ölzuführungsmechanismus, der den wesentlichen Teil der Erfindung bereitstellt.
Der Spiralverdichter 800 ist aus einem Außengehäuse 801 als einem Behälter, einem in dem Außengehäuse 801 untergebrachten Verdichtungsmechanismus 802 und einer Motoreinheit 803 aufgebaut. Dieser Spiralverdichter 800 ist ein horizontaler Verdichter, dessen untere Oberfläche, wie in 15 gezeigt, die Installationsfläche bildet. Der Verdichtungsmechanismus 802 ist auf der rechten Seite und die Motoreinheit 803 auf der linken Seite angeordnet, wobei beide durch eine Welle (Drehwelle) 804 als einer Hauptwelle miteinander verbunden sind. Der Verdichtungsmechanismus 802 wird von der Motoreinheit 803 angetrieben.
Das Außengehäuse 801 ist aus einem zylindrischen Rumpfgehäuse 811, einem vorderen Gehäuse 812 und einem hinteren Gehäuse 813 aufgebaut. Diese Gehäuse 811, 812, 813 sind fest, und in dem Außengehäuse 801 ist ein hermetischer Raum ausgebildet. Das Rumpfgehäuse 811 hat eine (nicht gezeigte) Ansaugrohrleitung, die mit der Ansaugkammer 825 des Verdichtungsmechanismus 802 verbunden ist, und eine Auslassrohrleitung 818, die mit der Ausstoßkammer 826 des Verdichtungsmechanismus 802 verbunden ist. Von dieser Ansaugrohrleitung strömt ein Mischgas aus dem Niederdruckkältemittel von dem Kältemittelkreislauf und dem Niedertemperaturöl (Schmieröl) in das Außengehäuse 801.
Die Motoreinheit 803 ist aus einem Rotor 831, der auf einer Welle 804 als einer Hauptwelle befestigt ist, und einem Stator 832, der auf dem Außenumfang des Rotors 831 angeordnet ist, aufgebaut. Der Stator 832 ist durch eine Schrumpfpassung oder Druckpassung auf der Innenumfangsfläche des Rumpfgehäuses 811 befestigt. Diese Motoreinheit 803 wird mit Leistung von einer nicht gezeigten externen Leistungsquelle versorgt, so dass der Rotor 831 drehend angetrieben wird, während gleichzeitig die Welle 804 drehend angetrieben wird.
Der Verdichtungsmechanismus 802 umfasst ein Mittelgehäuse 821, eine sich drehende Spirale 822, eine feste Spirale 823 und einen Ventildeckel 824. Das Mittelgehäuse 821 ist durch eine Schrumpfpassung oder Druckpassung auf der Innenumfangsfläche des Rumpfgehäuses 811 befestigt. Ein durch die Welle 804 gehendes Loch ist an dem Mittelteil des Mittelgehäuses 821 ausgebildet, und durch dieses Loch wird das Lager eingesetzt, um eine Hauptlagereinheit 805 zu bilden, um die Welle 804 drehbar auf einem Zapfen zu lagern. Andererseits ist ein Halteelement 814 zum Halten der Welle 804 auf der Innenumfangsfläche des Rumpfgehäuses 811 auf der Motoreinheitenseite des Rumpfgehäuses 811 befestigt, und ein Zentrierelement 815 ist an dem mittleren Teil des Halteelements 814 befestigt. An dem mittleren Teil des Zentrierelements 815 ist ein Loch ausgebildet, durch das die Welle 804 geführt ist, und das Lager Ist in dieses Loch eingesetzt, um dadurch eine Zusatzlagereinheit 806 zu bilden, um die Welle 804 drehbar auf einem Zapfen zu lagern.
Ein Ölweg 842 ist in der Axialrichtung durch die Welle 804 ausgebildet, und ein zu der Mittelachse der Welle 804 exzentrischer Kurbelabschnitt 841 ist an dem vorderen Ende der Welle 804 angeordnet. Der Kurbelabschnitt 841 ist mit der sich drehenden Spirale 822 gekoppelt, so dass die sich drehende Spirale 822 mit der Drehung der Welle 804 in eine exzentrische Umdrehungsbewegung versetzt wird.
Die sich drehende Spirale 823 umfasst einen im Wesentlichen kreisförmigen Endplattenabschnitt 822a der sich drehenden Spirale, eine zylindrische Nabe 822c, die in Richtung einer Seite des Endplattenabschnitts 822c vorsteht, und einen spiralförmigen sich drehenden Spiralschaufelabschnitt 822b, der in Richtung der anderen Oberfläche des Endplattenabschnitts 822a vorsteht, der mit der Nabe 822c ausgebildet ist. Das Lager wird fest, unter Druck drehbar auf der Nabe 822 eingepasst und von dem Kurbelabschnitt 841 der Welle 804 drehbar gehalten.
Eine feste Spirale 823 ist in entgegengesetzter Beziehung zu der sich drehenden Spirale 822 an einer exzentrischen Position angeordnet und in Eingriff mit der sich drehenden Spirale 822, während sie um 180° in die Drehrichtung vorgerückt wird, und diese feste Spirale 823 ist durch Bolzen oder ähnliches auf dem Mittelgehäuse 821 befestigt. Die feste Spirale 823 umfasst einen im Wesentlichen kreisförmigen Endplattenabschnitt 823a der festen Spirale und einen spiralförmigen festen Spiralschaufelabschnitt 823b mit im Wesentlichen der gleichen Form wie der sich drehende Spiralschaufelabschnitt 822b. Die feste Spirale 823 ist dem sich drehenden Spiralschaufelabschnitt 822b zugewandt montiert. Angesichts der Tatsache, dass der sich drehende Spiralschaufelabschnitt 822b und der feste Spiralschaufelabschnitt 823b miteinander in Eingriff sind, wird eine Vielzahl halbmondförmiger Arbeitskammern (Verdichtungskammern) 827 gebildet, um das Kältemittel aufzunehmen und zwischen den spiralförmigen Schaufelabschnitten 822b, 823b zu komprimieren. Nur die Hochdruckarbeitskammer, in der das komprimierte Kältemittel den höchsten Druck erreicht, ist in dem mittleren Bereich, der von den zwei Spiralen 822, 823 gemeinsam genutzt wird, ausgebildet. Eine Ausstoßöffnung 823c zum Ausstoßen des komprimierten Kältemittels aus der Hochdruckarbeitskammer ist im Wesentlichen in der Mitte des Endplattenabschnitts 823a der festen Spirale ausgebildet.
Eine Ansaugkammer 825 ist an einer Position auf dem Außenumfang ausgebildet, wo die zwei spiralförmigen Schaufelabschnitte 823b, 822b der festen Spirale 823 und der sich drehenden Spirale 822. Die Ansaugkammer 825 ist mit einer (nicht gezeigten) Ansaugrohrleitung verbunden, die ihrerseits mit der Niederdruckseite des Kältemittelkreislaufs (nicht gezeigt) verbunden ist. In dem Fall, in dem der aus den zwei spiralförmigen Schaufelabschnitten 823b, 822b gebildete äußerste Umfangsteil der Arbeitskammer 827 in Richtung des Außenumfangs geöffnet ist, wird das CO₂-Gas, das komprimiert werden soll, von der Ansaugkammer 825 in die Arbeitskammer eingeleitet. Auch steht die Ansaugkammer 825 durch ein in dem Mittelgehäuse 821 ausgebildetes Verbindungsloch 821a mit dem hermetischen Raum S in Verbindung, der die Motoreinheit 803 aufnimmt.
Eine vertiefte Ausstoßkammer 826 ist im Wesentlichen in dem Mittelteil auf der Seite des Endplattenabschnitts 823a der festen Spirale weit weg von dem Schaufelabschnitt 823b angeordnet. Diese Ausstoßkammer 826 ist mit einem Ventildeckel 824 geschützt. Die Ausstoßkammer 826 steht durch die Ausstoßöffnung 823c mit der Hochdruckarbeitskammer (Verdichtungskammer) 827 in Verbindung. Die Ausstoßkammer 826 hat ein Membranventil 826a. Dieses Membranventil 826a ist derart aufgebaut, dass es sich zu der Ausstoßkammer 826 öffnet, und verhindert, dass Hochdruckkältemittel in der Ausstoßkammer 826 zurück in die Arbeitskammer 827 strömt.
Die Ausstoßkammer 826 steht mittels einer Auslassrohrleitung 815 mit einem Gas-Flüssigkeitsabscheider 828 in Verbindung, um das Gas und die Flüssigkeit durch die Zentrifugalkraft voneinander abzuscheiden. Das komprimierte ausgestoßene Gas tritt aus der Ausstoßkammer 826 in den Gas-Flüssigkeitsabscheider 82 ein, und nachdem es in ein Hochdruckkältemittelgas und ein Hochtemperaturöl abgeschieden ist, wird das Hochdruckkältemittelgas an die Hochdruckseite des nicht gezeigten Kältemittelkreislaufs geschickt. Das hintere Gehäuse 813 umfasst eine hochdruckseitige Öllagerkammer 829, die von einer Trennwand 816 unterteilt ist, und steht durch ein Filter 828a mit dem unteren Teil des Gas-Flüssigkeitsabscheiders 828 in Verbindung. Das von dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 828 abgeschiedene Hochtemperaturöl wird durch das Filter 828a vorübergehend in der hochdruckseitigen Öllagerkammer 829 gelagert.
Andererseits wird ein niederdruckseitiges Ölbecken 817 an dem unteren Teil in dem hermetischen Raum S ausgebildet, der die Motoreinheit 803 aufnimmt und der durch das Mittelgehäuse 821 in dem Außengehäuse 801 unterteilt ist. Im Übrigen steht die Kältemittelgasansaugkammer 825 durch das in dem Mittelgehäuse 821 ausgebildete Verbindungsloch 821a mit dem niederdruckseitigen hermetischen Raum S in Verbindung, der mit dem niederdruckseitigen Ölbecken 817 ausgebildet ist. Ein Teil des Ansaugkältemittelgases, das mit dem Öl vermischt ist, strömt in Nebelform in den hermetischen Raum S. Auch hat das Halteelement 814 eine Vielzahl von Öffnungen 814a, so dass der hermetische Raum S und die Ansaugkammer 825 mit dem niederdruckseitigen Becken 817 und dem Raum S', der von dem Haltelement 814 und dem Außengehäuse 801 auf der Seite des Halteelements 814 weit weg von der Motoreinheit 803 definiert wird, in Verbindung stehen. Eine (nicht gezeigte) Ansaugrohrleitung kann angeordnet sein, um mit dem niederdruckseitigen hermetischen Raum S verbunden zu werden.
Die feste Spirale 823 und die sich drehende Spirale 822 sind mit einem Ölzuführungsweg 807 zum Leiten des Öls in der hochdruckseitigen Öllagerkammer 829 zu dem Gegendruckraum 822d in der Nabe 822c der sich drehenden Spirale 822 ausgebildet. Gemäß dieser Ausführungsform stehen der Ölzuführungsweg 807 auf der Seite der festen Spirale 823 und der Ölzuführungsweg 807 auf der Seite der sich drehenden Spirale 822 intermittierend miteinander in Verbindung, und dieser intermittierende Ölzuführungsmechanismus bildet, wie später im Detail beschrieben, das Merkmal dieser Ausführungsform.
Das Öl, das den Gegendruckraum 822d in der Nabe 822c der sich drehenden Spirale 822 erreicht hat, strömt in den Ölweg 842 in der Welle 804. Der Teil der Welle 804, der dem Hauptlager 605 entspricht, ist mit in diametraler Richtung einem Loch 843 ausgebildet. Daher wird ein Teil des in dem Ölweg 842 strömenden Öls durch das Loch 843 an das Hauptlager 805 zugeführt, und strömt nach dem Schmieren des Lagers der Hauptlagereinheit 805 durch einen winzigen Spalt zwischen der Innenfläche des Mittellochs des Mittelgehäuses 821 und der Außenumfangsfläche der Welle 804 zu dem niederdruckseitigen Ölbecken 817 hinunter.
Der Teil der Welle 804, der der Zusatzlagereinheit 806 entspricht, ist ebenfalls mit einem diametralen Loch 844 ausgebildet, das mit dem Ölweg 842 in der Welle 804 in Verbindung steht. Als ein Ergebnis wird ein Teil des in dem Ölweg 842 strömenden Öls durch das Loch 844 an die Zusatzlagereinheit 806 zugeführt und strömt nach dem Schmieren des Lagers der Zusatzlagereinheit 806 durch einen winzigen Spalt zwischen der Innenfläche des Mittellochs des Zentrierelements 815 und der Außenumfangsfläche zu dem niederdruckseitigen Ölbecken 819 hinunter.
Als nächstes wird der intermittierende Ölzuführungsmechanismus wie folgt erklärt. Das Loch 823e auf der Seite der festen bzw. stationären Spirale des Ölzuführungswegs 807, das in dem Endplattenabschnitt 823 der festen Spirale ausgebildet ist, ist in Richtung der orbitierenden bzw. sich drehenden Spirale 822 offen. Andererseits ist das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale des Ölzuführungswegs 807 in der sich drehenden Spiralendplatte 822a in Richtung der festen Spirale 823 geöffnet. Das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale 822e sind geeignet, mit der Umdrehung der orbitierenden Spirale 822 intermittierend miteinander in Verbindung zu stehen. Folglich bilden das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale einen intermittierenden Ölzuführungsmechanismus. Im Übrigen befindet sich gemäß dieser Ausführungsform das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale auf der stromaufwärtigen Seite der Hochdrucköllagerkammer 829, und das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale auf der stromabwärtigen Seite der Hochdrucköllagerkammer 829.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung, wie in 16 gezeigt, haben das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale verschiedene Lochdurchmesser. Insbesondere ist der Durchmesser d₁ des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale auf der Hochdruckzuführungsseite, wie in 16 und 17A gezeigt, klein, während der Durchmesser d₂ des passenden Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale groß ist. 17A ist ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Mitte C₁ der festen Spirale 822 und der Mitte C₂ der sich drehenden Spirale 823 und die Beziehung zwischen dem Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und dem Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale zeigt. 17B ist ein Diagramm, das die betrieblichen Auswirkungen in dem Fall erklärt, in dem die Durchmesser der zwei Löcher auf der Spiralseite unterschiedlich sind. Wie in 17B gezeigt, ändert in dem Fall, in dem es keinen Unterschied im Durchmesser zwischen den zwei Löchern auf der Spiralseite gibt, die Verschiebung zwischen den zwei Löchern 823e und 822e die Öffnungsfläche, während die Öffnungsfläche in dem Fall, in dem sich die Lochdurchmesser voneinander unterscheiden, durch die Verschiebung zwischen den zwei Löchern 823e und 822e unverändert bleibt. Gemäß dieser Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, kann die Verringerung der Öffnungsfläche zwischen den zwei Löchern selbst in dem Fall, in dem das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale und das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale gegeneinander verschoben werden, unterdrückt werden. Im Übrigen wird der Durchmesser d₁ des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale auf der Hochdruckseite verringert, um das Lecken von der Gleitfläche zwischen den zwei Löchern an der Position, wo das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale mit dem Endplattenabschnitt 822a der sich drehenden Spirale geschlossen ist, zu verringern.
Ferner sind gemäß dieser Ausführungsform die relativen Positionen des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale und des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale spezifiziert. 18A ist ein Diagramm, das die relativen Positionen der Mitten C₁, C₂ der festen Spirale 823 und der sich drehenden Spirale und der Löcher 822e, 823e gemäß dieser Ausführungsform zeigt, und 19A, 19B zeigen ein Vergleichsbeispiel der relativen Positionen. Wie in 18A gezeigt, sind die Drehrichtung der sich drehenden Spirale 822 in Bezug auf die Mitte C₂ und die Drehrichtung des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale in tangentialer Richtung zueinander festgelegt. In 19A sind andererseits die Drehrichtung der sich drehenden Spirale 822 in Bezug auf die Mitte C₂ und die Drehrichtung des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale in Normalrichtung zueinander festgelegt.
18B und 19B zeigen jeweils in jedem Fall die Richtung der Winkelverschiebung der Löcher 822e, 823e. 22 ist ein Diagramm, das das Öffnungsflächenverhältnis gegenüber der Verschiebung, des Drehwinkels für die in 18 gezeigten relativen Positionen und die in 19 gezeigten relativen Positionen zeigt. Wie vorstehend beschrieben, kann in dem Fall, in dem die Drehrichtung der sich drehenden Spirale 822 und die Drehrichtung des Lochs 822e auf der Seite, der sich drehenden Spirale, wie in 18 gezeigt, in tangentialer Richtung festgelegt sind, das Öffnungsflächenverhältnis gegen die Drehungsverschiebung der sich drehenden Spirale 822, wie in 22 gezeigt, unverändert beibehalten werden im Vergleich zu dem Fall, in dem diese Drehrichtungen, wie in 18 gezeigt, in der Normalrichtung festgelegt sind.
20 ist ein Diagramm zum Erklären des Installationsbereichs des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale in Bezug auf die Ortskurvenmitte C₃ des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale. Insbesondere sind die Mitte C₁ der festen Spirale 823 und die Ortskurvenmitte C₃ des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale miteinander verbunden, und das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale ist innerhalb des Winkelbereichs von 90° in Bezug auf die Ortskurvenmitte C₃ des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale angeordnet.
Selbst wenn die Drehrichtung der sich drehenden Spirale 822 und die Drehrichtung des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale, wie vorstehend beschrieben, in Normalrichtung festgelegt sind, wird das Öffnungsflächenverhältnis der zwei Löcher in der Anordnung des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale innerhalb des Winkelbereichs von 90° in Bezug auf die Ortskurvenmitte C₃ des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale verbessert.
Ferner sind gemäß dieser Ausführungsform das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und die Ortskurve des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale derart definiert, dass sie die in 21 gezeigte Beziehung haben. Wie in 21 gezeigt, ist der Umdrehungsradius r in dem Spiralverdichter so klein, dass das Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale nicht in einer horizontal geraden Ortskurve, sondern in einer bogenförmigen Ortskurve überquert. Wie in 21A, 21B gezeigt, wird angenommen, dass der Abstand α zwischen der Mitte C₄ des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale und der Ortskurvenmitte C₃ des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale gleich dem Umdrehungsradius r festgelegt ist (siehe 21A). Da die Verschiebung der Mitte C₄ in y-Richtung festgelegt ist, wird das Öffnungsflächenverhältnis zwischen ihnen an dem um y₀ verschobenen Punkt maximal, wie in dem Diagramm von 23 gezeigt.
Gemäß dieser Ausführungsform sind daher, wie in 21B gezeigt, der Abstand α zwischen der Mitte C₄ des Lochs 823e auf der Seite der festen Spirale und der Ortskurvenmitte des Lochs 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale und der Umdrehungsradius r als Relation α < r festgelegt. In diesem Fall kann ein gleichmäßiger Durchsatz gegen die vertikale Positionsverschiebung zwischen dem Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und dem Loch 822e der Seite der sich drehenden Spirale sichergestellt werden.
Als nächstes wird der Betrieb des Spiralverdichters 800 erklärt, der wie vorstehend beschrieben aufgebaut ist. Leistung wird von einer externen Quelle an die Motoreinheit 803 zugeführt, und dann wird der Rotor 831 drehend angetrieben, so dass die Welle 804 sich dreht. Mit der Drehung der Welle 804 dreht sich die Kurbeleinheit 841 an dem vorderen Ende der Welle 804 um die Welle 804 mit einem vorbestimmten Exzentrizitätsbetrag r und ebenso die mit der Kurbeleinheit 841 gekoppelte sich drehende Spirale 822. Als ein Ergebnis wird der Betrieb des Verdichtungsmechanismus 802 durchgeführt.
Mit dem Betrieb des Verdichtungsmechanismus 802 strömen das Kältemittel und das Öl (Schmieröl) in der nachstehend beschriebenen Weise ein. im Übrigen wird gemäß dieser Ausführungsform Kohlendioxid (CO₂) geeignet als ein Kältemittel verwendet.
Mit dem Betrieb des Verdichtungsmechanismus 802 strömt das Mischgas aus dem Niederdruckkältemittel und dem Niedertemperaturöl von einem externen Kältemittelkreislaufsystem durch die Ansaugrohrleitung in die Ansaugkammer 825 des Verdichtungsmechanismus 802. Im Übrigen ist das Kältemittel, das von der Ansaugrohrleitung einströmt, im Wesentlichen Gas. Dieses Mischgas wird nach dem Eintreten in die Arbeitskammer 827 des Verdichtungsmechanismus 802 und dem Komprimiertwerden aus der Ausstoßöffnung 823c in die Ausstoßkammer 826 ausgestoßen. Im Übrigen strömt ein Teil des Mischgases in der Ansaugkammer 825 durch das Verbindungsloch 821a des Mittelgehäuses 821 in den niederdruckseitigen hermetischen Raum S.
Das komprimierte Mischgas in der Ausstoßkammer 826 wird durch die Auslassrohrleitung 815 zu dem Gas-Flüssigkeitsabscheider 828 transportiert, wo es in ein Hochtemperaturkältemittelgas und ein Hochtemperaturöl abgeschieden wird, und das Hochtemperaturgas wird an das externe Kältemittelkreislaufsystem geschickt. Das Hochtemperaturöl wird andererseits vorübergehend in der hochdruckseitigen Öllagerkammer 829 gelagert und dann durch den Ölzuführungsweg 807 an die Gegendruckkammer 822d zugeführt. Im Übrigen ist ein intermittierender Ölzuführungsmechanismus mit dem Loch 823e auf der Seite der festen Spirale und dem Loch 822e auf der Seite der sich drehenden Spirale auf halbem Weg des Ölzuführungswegs 807 angeordnet, und mit der intermittierenden Verbindung aufgrund der Umdrehung der sich drehenden Spirale wird der Durchsatz oder der Gegendruckdurchsatz des Öls, das von der hochdruckseitigen Öllagerkammer 829 zu der Gegendruckkammer 822d geschickt wird, gesteuert. Das an die Gegendruckkammer 822d zugeführte Öl wird durch den Ölweg 842 der Welle 804 an die Hauptlagereinheit 805 und die Zusatzlagereinheit 806 zugeführt, um dadurch ihre jeweiligen Lager zu schmieren. Das Hochtemperaturöl, das von dem Ölweg 842 durch das Loch 843 zu der Hauptlagereinheit 805 zugeführt wird, strömt anschließend einerseits durch einen winzigen Spalt der Hauptlagereinheit 805 hinunter zu dem niederdruckseitigen Ölbecken 817 und fließt andererseits ebenso von dem Ölweg 842 durch das Loch 844 und den winzigen Spalt der Zusatzlagereinheit 806 hinunter zu dem niederdruckseitigen Ölbecken 817.
Obwohl die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einen Fall darstellen, in dem das Loch auf der festen Seite in der festen Spirale ausgebildet ist, kann ein Loch nicht in der festen Spirale, sondern in dem der sich drehenden Spirale zugewandten Gehäuse ausgebildet werden.
Wie vorstehend erklärt, wird gemäß dieser Erfindung ein Spiralverdichter bereitgestellt, der fähig ist, die Schwankung in der Öffnungsfläche (den Durchsatz) aufgrund der Verschiebung des intermittierenden Ölzuführungslochs zu unterdrücken, der die gewünschte Durchsatzsteuerungscharakteristik und die, gewünschte Gegendruckdurchsatzsteuerungscharakteristik hat.
In dem Verdichter, der das CO₂-Kältemittel verwendet, ist es notwendig, die Größe des intermittierenden Ölzuführungslochs zu verringern, um die Menge des Schmieröls auf einen herkömmlichen Wert festzulegen. Die Verschiebung der Ölzuführungslöcher hat eine verhängnisvolle Wirkung. Gemäß dieser Erfindung kann die Wirkung der Verschiebung jedoch unterdrückt werden, und die Erfindung ist nützlich für den Spiralverdichter, der das CO₂-Kältemittel verwendet.
Im Übrigen ist das Loch 823e auf der Seite der festen Spirale gemäß der vorstehend beschriebenen neunten Ausführungsform, wie in 16 gezeigt, direkt in der festen Spirale 823 ausgebildet. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Aufbau beschränkt, sondern, wie in der ersten in 3 gezeigten Ausführungsform kann der auf der festen Spirale 24 angeordnete bewegliche Stift 30 gegen die sich drehende Spirale 17 gedrückt werden und mit dem Ölzuführungsloch 30a ausgebildet sein.
Da die Schnittfläche S1 des Ölzuführungslochs 30a des beweglichen Stifts 30 zum Durchlassen des Fluids kleiner als die Schnittfläche S4 des Ölzuführungslochs 50 festegelegt ist, das in der sich drehenden Spirale 17 zum Durchlassen des Fluids ausgebildet ist, besteht eine kleine Möglichkeit, dass die Schnittfläche S1 des Ölzuführungslochs 30a verringert werden kann, wenn das Ölzuführungsloch 30a und das Ölzuführungsloch 50 relativ zueinander verschoben werden.
Die in 11 und 12 gezeigte achte Ausführungsform hat ebenfalls einen ähnlichen Aufbau. Insbesondere ist die Schnittfläche des Ölzuführungslochs 667 des beweglichen Stifts 661 für den Fluiddurchgang kleiner als die Schnittfläche des Ölzuführungswegs 650 auf der beweglichen Seite auf der sich drehenden Spirale 17 für den Fluiddurchgang ausgebildet. Selbst in dem Fall kann die Verringerung in der Schnittfläche für den Fluiddurchgang unterdrückt werden.

Claims

Verdichter, umfassend: ein Gehäuse (1, 1a, 1c) mit einer Kältemittelansaugöffnung (13) und einer Kältemittelausstoßöffnung (22); einen in dem Gehäuse untergebrachten Verdichtungsmechanismus (4) mit einem stationären Abschnitt (24) und einem sich bewegenden Abschnitt (17), der verschiebbar gelagert ist, wobei eine Verschiebung des sich bewegenden Abschnitts bewirkt, dass ein Niederdruckkältemittel von der Kältemittelansaugöffnung angesaugt und komprimiert wird, und ein Hochdruckkältemittel aus der Kältemittelausstoßöffnung ausgestoßen wird; eine in dem Gehäuse untergebrachte Abscheidungseinheit (21b) zum Abscheiden des Schmieröls von dem Kältemittel, das von dem Verdichtungsmechanismus komprimiert wird; und Einführungswege (31, 32, 50; 500, 631, 650), die in dem stationären Abschnitt und dem sich bewegenden Abschnitt angeordnet sind, um das Schmieröl basierend auf der Druckdifferenz zwischen dem Niederdruckkältemittel und dem Hochdruckkältemittel von der Abscheidungseinheit an die gleitenden Abschnitte in dem Gehäuse zu leiten, wobei der Verdichter derart aufgebaut ist, dass der Einführungsweg (31, 32) auf der Seite des stationären Abschnitts und der Einführungsweg (50) auf der Seite des sich bewegenden Abschnitts durch die Verschiebung des sich bewegenden Abschnitts intermittierend miteinander in Verbindung stehen können, und der Verdichter ein Ölzuführungswegelement (30; 661) umfasst, das seitlich verschiebbar zu dem anderen Einführungsweg in dem Einführungsweg entweder des sich bewegenden Abschnitts oder des stationären Abschnitts untergebracht ist und ein Ölzuführungsloch (30a) hat, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Fall, in dem der Einführungsweg (30, 31) auf der Seite des stationären Abschnitts und der Einführungsweg (50) auf der Seite des sich bewegenden Abschnitts miteinander in Verbindung stehen, das Schmieröl in einem Einführungsweg durch das Ölzuführungsloch des Ölzuführungswegelement (30, 661) an den anderen Einführungsweg zugeführt wird, und in dem Fall, in dem der Einführungsweg auf der Seite des stationären Abschnitts und der Einführungsweg auf der Seite des sich bewegenden Abschnitts nicht miteinander in Verbindung stehen, das Ölzuführungswegelement gegen den anderen Abschnitt gedrückt wird, und das Ölzuführungsloch von dem anderen Abschnitt geschlossen wird.
Verdichter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittfläche (S1) des Ölzuführungslochs (30a) des Ölzuführungswegelements (30) senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl fließt, kleiner ist als die Schnittfläche (S4) des Einführungswegs (50) des anderen Abschnitts senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt.
Verdichter gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Ölzuführungswegelement ein bewegliches Ölzuführungswegelement (30) ist, welches das Ölzuführungsloch (30a) in der axialen Richtung hindurch hat und beweglich in dem Einführungsweg des einen Elements aufgenommen ist, und das bewegliche Ölzuführungswegelement ferner gedrückt und in Richtung des anderen Abschnitts bewegt wird, und das Ölzuführungsloch intermittierend von dem anderen Abschnitt geschlossen wird.
Verdichter gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bewegliche Ölzuführungswegelement (30) durch eine Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckkältemittel aus dem Verdichtungsmechanismus und dem Niederdruckkältemittel in Richtung des anderen Abschnitts bewegt wird.
Verdichter gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittfläche (S₃) des Ölzuführungswegelements (30) senkrecht zu der Axialrichtung größer als die Schnittfläche (S₁) des Ölzuführungslochs (30a) des Ölzuführungswegelements senkrecht zu der Richtung ist, in die das Schmieröl strömt.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführungsweg des einen Abschnitts einen Aufnahmeraum (32) zum Aufnehmen des Ölzuführungswegelements (30) und einen Ölzuführungsweg (31) zum Einführen des Schmieröls von dem Abscheider in den Aufnahmeraum darin hat, die Schnittfläche (S₂) des Ölzuführungswegs senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt, größer ist als die Schnittfläche (S₁) des Ölzuführungslochs des Ölzuführungswegelements senkrecht zu der Richtung, in die das Schmieröl strömt, die stromaufwärtige Endoberfläche des beweglichen Ölzuführungswegelements in der Strömung des Schmieröls einen druckaufnehmenden Abschnitt (30b) zum Aufnehmen des Drucks des Hochdruckkältemittels von dem Ölzuführungsweg hat, und das bewegliche Ölzuführungswegelement durch den Druck des Hochdruckkältemittels, der von dem druckaufnehmenden Abschnitt (30b) aufgenommen wird, gegen den anderen Abschnitt gedrückt wird.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er ein elastisches Element (Ba) umfasst, um das bewegliche Ölzuführungswegelement durch die elastische Kraft gegen den anderen Abschnitt zu drücken.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Dichtungselement (400) umfasst, das ausgebildet ist, das bewegliche Ölzuführungswegelement aus der diametralen Richtung zu umgeben, um den Raum zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des beweglichen Ölzuführungswegelements und der inneren Umfangsoberfläche des Einführungswegs des einen Elements hermetisch abzudichten.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölzuführungswegelement (30A) aus einem elastischen Element gebildet ist und elastisch verformbar in dem Einführungsweg des einen Elements untergebracht ist, und das Ölzuführungswegelement ferner elastisch verformt wird, indem es gegen den anderen Abschnitt gedrückt wird und das Ölzuführungsloch von dem anderen Abschnitt geschlossen wird.
Verdichter gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölzuführungswegelement (30A) durch die Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckkältemittel von dem Verdichtungsmechanismus und dem Niederdruckkältemittel gegen den anderen Abschnitt gedrückt wird.
Verdichter gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölzuführungswegelement (30A) durch seine eigene elastische Kraft gegen den anderen Abschnitt gedrückt wird.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Zusatzdichtungselement (400A) umfasst, das in einer derartigen Weise ausgebildet ist, dass es das Ölzuführungswegelement in einem Spalt zwischen dem sich bewegenden Abschnitt (17) und dem stationären Abschnitt (24) umgibt, um diesen Spalt dadurch hermetisch zu schließen.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der sich bewegende Abschnitt einen orbitierenden Grundplattenabschnitt (17a) und einen orbitierenden Schaufelabschnitt (17b) umfasst, der von dem orbitierenden Grundplattenabschnitt (17a) in Richtung des stationären Abschnitts (24) vorsteht und spiralförmig ausgebildet ist, wobei der stationäre Abschnitt (24) einen stationären Grundplattenabschnitt (24a) und einen stationären Schaufelabschnitt (24b) umfasst, der von dem stationären Grundplattenabschnitt in Richtung des orbitierenden Abschnitts (17) vorsteht und mit dem orbitierenden Schaufelabschnitt in Eingriff ist, und der orbitierende Schaufelabschnitt in Bezug auf den stationären Schaufelabschnitt sich dreht, um das Niederdruckkältemittel von dem Kältemitteleinlass zu komprimieren.
Verdichter gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführungsweg auf der Seite des stationären Abschnitts auf dem stationären Grundplattenabschnitt (24a) angeordnet ist, und der Einführungsweg auf der Seite des orbitierenden Abschnitts auf dem orbitierenden Grundplattenabschnitt (17a) angeordnet ist.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: ein Lagerelement (29b) zum drehbaren Lagern der Antriebswelle (10) des beweglichen Abschnitts, einen Gleitabschnitt, der als ein Spalt zwischen der Antriebswelle und dem Lagerelement definiert ist, und einen Lagereinströmungsweg (10b), der das durch den Einführungsweg auf der Seite des stationären Abschnitts (24) und den Einführungsweg auf der Seite des orbitierenden Abschnitts (17) zugeführte Schmieröl in den Spalt zwischen dem Lagerelement und der Antriebswelle zuführt.
Verdichter gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass: der stationäre Abschnitt ein Lagerelement zum drehbaren Halten der Antriebswelle des beweglichen Abschnitts ist, der Einführungsweg auf der Seite des stationären Abschnitts (24) auf dem Lagerelement (29b) angeordnet ist, und der Einführungsweg auf der Seite des orbitierenden Abschnitts (17) auf dem beweglichen Grundplattenabschnitt (17a) angeordnet ist.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel Kohlendioxid ist.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Elektromotoreinheit (9, 11) zum Antreiben des orbitierenden Abschnitts durch die Antriebswelle umfasst.
Verdichter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölzuführungswegelement (661) durch die Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckkältemittel und dem Niederdruckkältemittel von dem Verdichtungsmechanismus (4) gegen den stationären Abschnitt (24) oder den orbitierenden Abschnitt (17) gedrückt wird, eine Fläche (J₂) der Niederdruckgleitfläche (669) des Ölzuführungswegelements (661) in Gleitkontakt mit dem stationären oder orbitierenden Abschnitt in dem Niederdruckkältemittel größer ist als die Fläche (J₁) einer hochdruckseitigen druckaufnehmenden Oberfläche (668) in dem Hochdruckkältemittel.
Verdichter gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des sich bewegenden bzw. orbitierenden Abschnitts (17) in Bezug auf den stationären Abschnitt (24) die Umdrehungsbewegung in Bezug auf den stationären Abschnitt (24) ist.
Verdichter gemäß Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Ölzuführungswegelement (661) einen Abschnitt (666) mit großem Durchmesser, einen Abschnitt (665) mit kleinem Durchmesser und eine zwischen dem Abschnitt (666) mit großem Durchmesser und dem Abschnitt (665) mit kleinem Durchmesser ausgebildete abgestufte Oberfläche (661a) umfasst, wobei die Gleitfläche (669) auf der Niederdruckseite an dem Endabschnitt des Abschnitts (666) mit großem Durchmesser ausgebildet ist und eine hochdruckseitige druckaufnehmende Oberfläche (668) an dem Endabschnitt des Abschnitts (665) mit kleinem Durchmesser ausgebildet ist.
Verdichter gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der hochdruckseitigen druckaufnehmenden Oberfläche (668) des in Anspruch 22 beschriebenen zylindrischen Ölzuführungswegelements (661) D₁ sei, der Durchmesser der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) D₂ sei, der Durchmesser des Ölzuführungslochs (667) D₃ sei, der Druck des hochdruckseitigen Kältemittels, der an die hochdruckseitige druckaufnehmenden Oberfläche (668) angelegt wird, Pd sei, der an die niederdruckseitige Gleitfläche (669) aufgrund des geringfügigen Ölleckens zwischen der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) und dem niederdruckseitigen Element angelegte Druck Pr sei, der Druck des Niederdruckkältemittels, das zwischen dem stationären Abschnitt (24) und dem orbitierenden Abschnitt (17) eingefügt ist, Ps sei, die axial an das Ölzuführungswegelement (661) aufgrund des mit Pd angegebenen Drucks angelegte Kraft F₁ sei, die an das Ölzuführungswegelement (661) aufgrund des mit Pr angegebenen Drucks angelegte Kraft F₂ sei, die in axialer Richtung an die abgestufte Oberfläche (661a) aufgrund des mit Ps angegebenen Drucks angelegte Kraft F₃ sei, die schließlich in axialer Richtung an das Ölzuführungswegelement (661) angelegte Kraft F sei, und der Abstand von der axialen Mitte des Ölzuführungswegelements (661) r sei, und dann die folgenden Beziehungen erhalten werden: F = F₁ – F₂ + F₃ > 0 F₁ = πPd / 4(D 2 / 1 – D 2 / 3)
F₃ = πPs / 4(D 2 / 2 – D 2 / 1)
Verdichter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (D₂) der niederdruckseitigen Gleitfläche (669) des Ölzuführungswegelements (661) kleiner als der Umdrehungsradius (2ε) der Umdrehungsbewegung des orbitierenden Abschnitts (17) in Bezug auf den stationären Abschnitt (24) ist.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter (600) ein Spiralverdichter ist.
Verdichter gemäß Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführungsweg (631) auf der Seite des festen Abschnitts auf dem stationären Spiralgrundplattenabschnitt (24a) angeordnet ist und der Einführungsweg (650) auf der Seite des orbitierenden Abschnitts auf dem orbitierenden Spiralgrundplattenabschnitt (17a) angeordnet ist.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel Kohlendioxid ist.
Verdichter (800), umfassend: einen Verdichtungsmechanismus (802), der aus einer Kombination einer orbitierenden Spirale (822) und einer stationären Spirale (823) in Gleitkontakt miteinander zum Komprimieren eines Arbeitsmediums aufgebaut ist; ein Gehäuse (801) zum Unterbringen des Verdichtungsmechanismus (802); und eine Hochdruck-Öllagerkammer (829), die auf der Ausstoßseite des Verdichtungsmechanismus (802) angeordnet ist, zum vorübergehenden Lagern des von dem Arbeitsmedium abgeschiedenen Schmieröls, wobei das abgeschiedene Schmieröl zirkuliert wird, indem der Differenzdruck zwischen dem Ausstoßdruck und dem Ansaugdruck oder deren Zwischendruck genutzt wird; dadurch gekennzeichnet, dass er einen intermittierenden Ölzuführungsmechanismus umfasst, mit: einem Loch (823e) auf einer stromaufwärtigen Seite, das in einem Ölzuführungsweg, der von der Hochdrucköllagerkammer (829) herkommt, ausgebildet ist und auf der stationären Spirale oder der orbitierenden Spirale des Verdichtungsmechanismus (802) ausgebildet ist, und einem Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite, das in der Ölzuführung stromabwärtig ausgebildet ist und auf der anderen der Spiralen des Verdichtungsmechanismus (802) ausgebildet ist, wobei beide Löcher intermittierend miteinander in Verbindung stehen, während sich die Drehwelle dreht, die die orbitierende Spirale antreibt, so dass der Durchsatz des Schmieröls und der Gegendruckdurchsatz gesteuert werden können, und wobei der Durchmesser (d₁) des Lochs (823e) auf der stromaufwärtigen Seite kleiner als der Durchmesser (d₂) des Lochs (822e) auf der stromabwärtigen Seite ist.
Verdichter gemäß Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (823e) auf der stromaufwärtigen Seite in dem Endplattenabschnitt (823a) der stationären Spirale als ein Loch auf der Seite der stationären Spirale ausgebildet ist und das Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite in dem Endplattenabschnitt (822a) der orbitierenden Spirale als ein Loch auf der Seite der orbitierenden Spirale ausgebildet ist, wobei das Loch (823e) auf der stromaufwärtigen Seite und das Loch (822e) auf der stromabwärtigen Seite mit der Umdrehung der orbitierenden Spirale intermittierend miteinander in Verbindung stehen.
Verdichter gemäß Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Loch (823e) auf der Seite der stationären Spirale innerhalb des Winkelbereichs ±45° in Bezug auf die Ortskurvenmitte (C₃) des Lochs auf der Seite der orbitierenden Spirale auf der Linie angeordnet ist, die die Mitte (C₁) der stationären Spirale und die Ortskurvenmitte (C₃) des Lochs (822e) auf der Seite der orbitierenden Spirale verbindet.
Verdichter gemäß Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung der orbitierenden Spirale (822) in Bezug auf die Mitte (C₂) der orbitierenden Spirale (822) und die Drehrichtung des Lochs (822e) auf der Seite der orbitierenden Spirale tangential zueinander sind.
Verdichter gemäß Anspruch 28, 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Umdrehungsradius r und der Abstand α zwischen der Ortskurvenmitte (C₃) des Lochs (822e) auf der Seite der orbitierenden Spirale und der Mitte (C₄) des Lochs (823e) auf der Seite der stationären Spirale die Beziehung α < r erfüllen.
Verdichter gemäß irgendeinem der Ansprüche 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Kältemittel, das das Arbeitsmedium bildet, Kohlendioxid (CO₂) ist.