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Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schraubenverdichter.
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Ein hermetischer Schraubenverdichter ist durch einen Schraubenrotor, ein Lager der Niederdruckseite und ein Lager der Hochdruckseite, die den Schraubenrotor tragen, einen Elektromotor, der den Schraubenrotor antreibt, und ein Gehäuse, das diese Komponenten aufnimmt, gebildet. Obwohl der Elektromotor sowohl auf einer Niederdruckseite als auch auf einer Hochdruckseite angeordnet sein kann, ist der Elektromotor häufig auf der Niederdruckseite angeordnet, da der erwärmte Elektromotor durch ein Niederdruck-Kühlmittelgas mit niedriger Temperatur gekühlt werden kann, wenn der Elektromotor auf der Niederdruckseite angeordnet wird.
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Obwohl der Elektromotor, der auf der Niederdruckseite angeordnet ist, durch eine Querschnittsfläche eines Gaskanals, der zwischen einer Innenumfangsfläche eines Gehäuses und einer Außenumfangsfläche eines Stators des Elektromotors (im Folgenden als eine „Querschnittsfläche eines Außenumfangskanals des Elektromotors“ bezeichnet) aufgebaut ist, und eine Querschnittsfläche eines Gaskanals, der zwischen einer Innenumfangsfläche des Stators des Elektromotors und einer Außenumfangsfläche eines Rotors des Elektromotors (im Folgenden als eine „Querschnittsfläche eines Luftspalts“ bezeichnet), aufgebaut ist, gebildet ist und ein Verhältnis der Querschnittsfläche des Außenumfangskanals des Elektromotors zur Querschnittsfläche des Luftspalts optimiert werden muss, um den Elektromotor mit einem Kühlmittelgas der Niederdruckseite wirksam zu kühlen, ist bekannt, dass eine Form eines Gaskanals um ein Spulenende des Elektromotors tatsächlich beim Kühlen des Elektromotors eine wichtige Rolle einnimmt, und als Mittel zum Verbessern des Kühlwirkungsgrads des Elektromotors gibt es bekannte Techniken zum Erhöhen einer Gasdurchflussmenge des Kühlmittelgases durch Einstellen einer Querschnittsfläche eines Außenumfangskanals eines Elektromotors (siehe die
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. S58-032990 und die
Japanische Patenoffenlegungsschrift Nr. H01-237389 ) und eine Technik zum Bewirken, dass das Kühlmittelgas von einem oberen Teil zu einem unteren Teil eines Spulenendes eines Elektromotors strömt, indem unmittelbar nach dem Spulenende des Elektromotors ein Gaskollisionselement vorgesehen ist, und zum Bewirken, dass das Gas mit dem Gaskollisionselement kollidiert (siehe die
Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-167211 ).
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Zusammenfassung
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Um einen Elektromotor lediglich unter Verwendung eines Einlasskühlmittelgases wirksam zu kühlen, ist es wünschenswert, dass ein Niederdruck-Kühlmittelgas mit niedriger Temperatur direkt und gleichmäßig auf einen Wicklungsabschnitt des Elektromotors aufgebracht wird, der als eine Komponente ein Harzmaterial mit einer niedrigen Wärmebeständigkeitstemperatur enthält. Jedoch erzeugt ein unnötiges Erhöhen einer Gasdurchflussmenge ein Problem, derart, dass ein Anstieg des Druckverlusts der Strömung bewirkt, dass ein spezifisches Volumen des Kühlmittelgases ansteigt und die Kühlfähigkeit abnimmt.
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Daher ist erwünscht, die Kompatibilität zwischen einer Wicklungstemperatur des Elektromotors und dem Druckverlust sicherzustellen, indem der Strom des Kühlmittelgases derart eingestellt wird, dass die Wicklungstemperatur des Elektromotors kleiner oder gleich einer Wärmebeständigkeitstemperatur innerhalb eines Verwendungsbereichs wird und dass das Kühlmittelgas aufgebracht wird, das zum Kühlen des Elektromotors notwendig ist.
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Mit den Techniken, die in der
Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. S58-032990 und in der
Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. H01-237389 beschrieben sind, ist es schwierig zu bewirken, dass das Kühlmittelgas gleichmäßig zu den Wicklungen des Elektromotors strömt, da das meiste des Kühlmittelgases zu Abschnitten mit einem geringen Widerstand oder mit anderen Worten, zu Abschnitten in denen die Querschnittsfläche eines Gaskanals groß ist, strömt, und an einer Wurzel des Wicklungsabschnitts des Elektromotors tritt eine Zurückhaltung des Kühlmittelgases auf und bewirkt einen lokalen Temperaturanstieg der Wicklungen.
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Mit den Techniken, die in der Japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2013-167211 beschrieben sind, steigt die Temperatur eines Wicklungsabschnitts unter dem Zentrum der Welle des Elektromotors in einem Wicklungsabschnitt des Elektromotors auf einer Seite des Schraubenrotors an, wenn eine Einlassöffnung zu einem Schraubenrotor unter einem Zentrum einer Welle des Elektromotors angeordnet ist und wenn gleichzeitig ein Außenumfangskanal des Elektromotors über dem Zentrum der Welle des Elektromotors angeordnet ist.
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Dies ist so, weil das meiste des Kühlmittelgases, das aus dem Außenumfangskanal herausströmt und entlang einer Außenumfangsfläche des Wicklungsabschnitts des Elektromotors strömt, derart endet, dass es in die Einlassöffnung gesaugt wird, ohne ein unteres Ende der Außenumfangsfläche der Wicklungen zu erreichen, da kein Außenumfangskanal und keine Führung zum Einstellen einer Ausrichtung eines Stroms des Kühlmittelgases vorhanden sind und eine Einlassöffnung unter dem Zentrum der Elektromotorenwelle geöffnet ist. Daher muss ein Betriebsbereich eingeschränkt werden, da in einer Umgebung des unteren Endes der Außenumfangsfläche der Wicklungen eine Zurückhaltung des Kühlmittelgases auftritt und die Wicklungstemperatur lokal ansteigt.
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Außerdem ist eine Entfernung, über die das Kühlmittelgas mit den Wicklungen des Elektromotors in Kontakt gelangt und damit Wärme austauscht, kurz und die gesamten Wicklungen können nicht auf wirksame Weise gekühlt werden, wenn der Außenumfangskanal des Elektromotors unter dem Zentrum der Welle des Elektromotors angeordnet ist, um das untere Ende des Außenumfangsfläche der Wicklungen zu kühlen, da das Kühlmittelgas, das durch einen Gaskanal unter dem Zentrum der Welle des Elektromotors strömt, in einer Richtung der Einlassöffnung (einer Richtung der Welle des Elektromotors) strömt. Ferner steigt der Druckverlust an und die Leistungsfähigkeit nimmt ab, wenn eine Fläche eines unteren Gaskanals verringert wird, um die Temperaturverteilung einzustellen.
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In Anbetracht dessen ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schraubenverdichter zu schaffen, der einen lokalen Temperaturanstieg der Wicklungen verhindern, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit verbessern und einen Betriebsbereich erweitern kann.
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Um die oben beschriebene Problemstellung zu lösen, enthält ein Schraubenverdichter, der ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, Folgendes: einen Elektromotor; einen Schraubenrotor, der konfiguriert ist, durch den Elektromotor angetrieben zu werden; und ein Gehäuse, das den Elektromotor und den Schraubenrotor aufnimmt und einen Halteabschnitt enthält, der konfiguriert ist, einen Außenumfang des Elektromotors zu halten, und in dem eine Einlassöffnung gebildet ist, die konfiguriert ist, ein Gas, das durch den Elektromotor geströmt ist, zum Schraubenrotor zu leiten, wobei an beiden Enden des Halteabschnitts in einer Umfangsrichtung durch eine Außenwandfläche des Elektromotors und einer Innenwandfläche des Gehäuses ein Gaskanal gebildet ist, durch den Gas strömt, und der Halteabschnitt ein stromabseitiges Ende aufweist, das auf einer stromabseitigen Seite des Gasstroms angeordnet ist, wobei das stromabseitige Ende derart konfiguriert ist, dass eine Breite davon in der Umfangsrichtung in Richtung der stromabseitigen Seite kleiner wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Schraubenverdichter geschaffen werden, der einen lokalen Temperaturanstieg der Wicklungen verhindern, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit verbessern und einen Betriebsbereich erweitern kann.
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Figurenliste
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- 1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Gesamtkonfiguration eines Schraubenverdichters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 2 ist eine Sagittalschnittansicht, die entlang A-A in 1 aufgenommen ist;
- 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem ein Motorgehäuse und ein Hauptgehäuse entlang einer Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn in einem Halteabschnitt keine Abschrägung gebildet ist, und stellt eine Detailansicht des Halteabschnitts und einen Strom des Kühlmittelgases vor einer Einlassöffnung dar;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem ein Motorgehäuse und ein Hauptgehäuse entlang der Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn in dem Halteabschnitt eine Abschrägung gebildet ist, und stellt eine Detailansicht des Halteabschnitts und einen Strom des Kühlmittelgases vor einer Einlassöffnung dar;
- 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem ein Motorgehäuse und ein Hauptgehäuse entlang der Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn in dem Halteabschnitt eine Abschrägung gebildet ist und auf einer Innenwandfläche des Motorgehäuses eine Führung vorgesehen ist, und stellt eine Detailansicht eines Halteabschnitts 1b und einen Strom des Kühlmittelgases vor einer Einlassöffnung dar;
- 6 ist ein Diagramm, das eine Ansicht aus einer sagittalen Richtung von C-C in 5 darstellt;
- 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem ein Motorgehäuse und ein Hauptgehäuse entlang der Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn eine Führung durch mehrere Führungen gebildet ist, und stellt eine Detailansicht eines Halteabschnitts und einen Strom des Kühlmittelgases vor der Einlassöffnung dar; und
- 8A und 8B sind vergrößerte Ansichten einer Hauptkomponente einer Form einer Abschrägung gemäß Modifikationen.
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Beschreibung der Ausführungsform
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Im Folgenden wird ein Schraubenverdichter 110 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es sei erwähnt, dass in den jeweiligen Zeichnungen Abschnitte, denen dieselben Bezugszeichen zugewiesen sind, dieselben oder vergleichbare Abschnitte darstellen.
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Im Folgenden wird eine Gesamtkonfiguration des Schraubenverdichters 110 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 ist eine vertikale Querschnittsansicht, die eine Gesamtkonfiguration des Schraubenverdichters 110 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Der Schraubenverdichter 110 gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist ein hermetischer Doppelschraubenverdichter.
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Im Schraubenverdichter 110 sind ein Motorgehäuse 1, ein Hauptgehäuse 2 und ein Auslassgehäuse 3 wechselseitig in einer abgedichteten Beziehung gekoppelt und bilden ein Gehäuse. Außerdem ist das Gehäuse aus einem Gussmetall hergestellt.
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Ein Antriebselektromotor 4 (im Folgenden einfach als ein Elektromotor 4 bezeichnet) zum Antreiben eines Kompressionsmechanismusabschnitts ist in dem Motorgehäuse 1 untergebracht. Der Elektromotor 4 enthält einen Stator 20, der im Inneren des Motorgehäuses 1 befestigt ist, und einen Rotor 21, der auf einer Innenseite des Stators 20 drehbar vorgesehen ist.
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Ein erster Wicklungsabschnitt 20a (Spulenende) unter den Wicklungen steht auf einer stromaufseitigen Seite des Stators 20 vor. Ein zweiter Wicklungsabschnitt 20b (Spulenende) unter den Wicklungen steht auf einer stromabseitigen Seite des Stators 20 vor. In der vorliegenden Ausführungsform sind sowohl ein Durchmesser des ersten Wicklungsabschnitts 20a als auch ein Durchmesser des zweiten Wicklungsabschnitts 20b kleiner als ein Durchmesser des Stators 20. Sowohl der ersten Wicklungsabschnitt 20a als auch der zweite Wicklungsabschnitt 20b weist einen Hals auf, der ein Abschnitt ist, der sich mit dem Stator 20 in Kontakt befindet. Ein Durchmesser des Halses ist kleiner als die Durchmesser anderer Abschnitte des ersten Wicklungsabschnitts 20a und des zweiten Wicklungsabschnitts 20b.
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Ein Einlass 18 ist an einem Ende des Motorgehäuses 1 gebildet. Ein Sieb 19 zum Auffangen von Fremdmaterial ist am Einlass 18 angebracht. Das Sieb 19 ist befestigt, indem es zwischen einem Befestigungsflansch 65 und dem Motorgehäuse 1 eingebettet ist. Außerdem ist ein Einlassrohr zum Einsaugen eines Kühlmittels, das in einem Kühlkreislauf umgewälzt werden soll, mit dem Befestigungsflansch 65 gekoppelt.
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Eine zylindrische Bohrung 5 und eine Einlassöffnung 6 zum Einbringen von Kühlmittelgas in die zylindrische Bohrung 5 sind im Hauptgehäuse 2 ausgebildet. Außerdem wird ein einlassseitiger Wellenabschnitt eines Hauptrotors 11 durch ein Rollenlager 7 (einem Lager der Niederdruckseite) getragen, das im Motorgehäuse 1 angeordnet ist. Ein auslassseitiger Wellenabschnitt des Hauptrotors 11 wird durch ein Rollenlager 8 und ein Kugellager 9 (ein Lager der Hochdruckseite) getragen, die im Auslassgehäuse 3 angeordnet sind. Ferner wird ein einlassseitiger Wellenabschnitt eines Nebenrotors 12 (siehe 3), der parallel zum Hauptrotor 11 angeordnet ist, durch ein Rollenlager (nicht gezeigt) getragen, das im Motorgehäuse 1 angeordnet ist. Eine Welle des Nebenrotors 12 ist in Bezug auf eine Welle des Hauptrotors 11 in einer Richtung angeordnet, die zu dem Querschnitt senkrecht ist, der in 1 gezeigt ist. Ein auslassseitiger Wellenabschnitt des Nebenrotors 12 wird durch ein Rollenlager und ein Kugellager (nicht gezeigt) getragen, die im Auslassgehäuse 3 angeordnet sind. Der Hauptrotor 11 und der Nebenrotor 12 greifen ineinander und werden durch das Hauptgehäuse 2 drehbar getragen und aufgenommen. Der Hauptrotor 11 und der Nebenrotor 12 bilden ein Paar von Haupt- und Nebenschraubenrotoren, die ineinandergreifen. Der Kompressionsmechanismusabschnitt wird durch die Schraubenrotoren, die zylindrische Bohrung 5, die im Hauptgehäuse 2 gebildet ist, und dergleichen gebildet. Eine in Bezug auf die Schraubenrotoren stromaufseitige Seite des Kühlmittelgases wird als Niederdruckseite bezeichnet, und eine stromabseitige Seite wird als Hochdruckseite bezeichnet.
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Die Welle des Hauptrotors 11 ist auf der Niederdruckseite direkt mit dem Rotor 21 des Elektromotors 4 gekoppelt. Außerdem ist ein Ölabscheider 13 auf einer Seitenfläche des Hauptgehäuses 2 einteilig ausgebildet. Das Kühlmittelgas und das Öl, die durch den Kompressionsmechanismusabschnitt komprimiert worden sind, werden nach dem Eintreten in den Ölabscheider 13 getrennt. Das abgeschiedene Öl wird in einem Ölsammelbecken 14 gelagert, das unter dem Ölabscheider 13 gebildet ist. Das Rollenlager 8 und das Kugellager 9 sind im Auslassgehäuse 3 untergebracht. Außerdem ist ein Auslasskanal (nicht gezeigt) des Kühlmittelgases im Auslassgehäuse 3 gebildet, der mit dem Ölabscheider 13 verbunden ist. Das Auslassgehäuse 3 ist durch einen Bolzen am Hauptgehäuse 2 befestigt. Außerdem ist im Inneren des Auslassgehäuses 3 eine Lagerkammer 16 gebildet, die das Rollenlager 8 und das Kugellager 9 aufnimmt. Ferner ist eine Abschirmungsplatte 17 an einem Anschluss des Auslassgehäuses 3 angebracht, die die Lagerkammer 16 verschließt.
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Der Schraubenverdichter 110 ist mit einem Volumensteuermechanismusabschnitt versehen, der durch ein Schiebeventil 26, eine Stange 27, einen Hydraulikkolben 28, eine Schraubenfeder 29 und dergleichen gebildet ist. Das Schiebeventil 26 ist derart angeordnet, dass es im Inneren eines vertieften Abschnitts 2a, der im Hauptgehäuse 2 gebildet ist, in einer axialen Richtung hin- und herbewegt werden kann. Durch Bewegen einer Position des Schiebeventils 26 kann durch Umleiten eines Teils des Kühlmittelgases, das in einen ineinandergreifenden Abschnitt des Hauptrotors 11 und des Nebenrotors 12 eingesaugt worden ist, zur Seite des Einlasses ein Volumen des Schraubenverdichters 110 gesteuert werden.
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Die Stange 27, der Hydraulikkolben 28 und die Schraubenfeder 29 sind im Auslassgehäuse 3 untergebracht. Von diesen Komponenten sind der Hydraulikkolben 28 und die Schraubenfeder 29 in einer Zylinderkammer Q untergebracht, die im Auslassgehäuse 3 gebildet ist. Indem sie durch die Zylinderkammer Q getragen wird und näher als der Hydraulikkolben 28 am Schiebeventil 26 angeordnet ist, bringt die Schraubenfeder 29 auf den Hydraulikkolben 28 konstant eine Kraft auf, die den Hydraulikkolben 28 in eine Richtung drückt, die jener des Schiebeventils 26 entgegengesetzt ist.
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Der Hydraulikkolben 28 ist derart untergebracht, dass er im Inneren der Zylinderkammer Q in einer axialen Richtung gleiten kann. Der Hydraulikkolben 28 wird durch Zuführen von Öl in die Zylinderkammer Q oder durch Auslassen von Öl daraus, um eine Ölmenge einzustellen, bewegt. Aufgrund einer Bewegung des Hydraulikkolbens 28, die über die Stange 27 auf das Schiebeventil 26 übertragen wird, bewegt sich die Position des Schiebeventils 26 in einer axialen Richtung und ermöglicht, dass der Schraubenverdichter 110 mit einem vorgegebenen Volumen betrieben wird.
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Es sei erwähnt, dass ein Hydrauliksystem zum Zuführen von Öl in die Zylinderkammer Q oder zum Auslassen von Öl daraus, um die Ölmenge einzustellen, ein elektromagnetisches Ventil zum Öffnen und Schließen des Hydrauliksystems und dergleichen in 1 weggelassen wurden.
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Als nächstes wird ein Strom des Kühlmittelgases im Schraubenverdichter 110 beschrieben.
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Nachdem durch das Sieb 19 Fremdmaterial aufgefangen worden ist, zweigt ein Strom eines Niederdruck-Kühlmittelgases mit niedriger Temperatur, das aus dem Einlass 18 in das Motorgehäuse 1 gesaugt worden ist, in Strömungskanäle ab, die einen oberen Gaskanal 4a und einen seitlichen Gaskanal 4b enthalten (siehe 2), die zwischen dem Elektromotor 4 und dem Motorgehäuse 1 und einem Luftspalt 4c zwischen dem Stator 20 und dem Rotor 21 des Elektromotors 4 vorgesehen sind.
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Das Kühlmittelgas, das vom Sieb 19 nach unterhalb des Elektromotors 4 strömt und anschließend seine Richtung nach oben ändert, kühlt den ersten Wicklungsabschnitt 20a, und kollidiert nach dem Durchströmen des oberen Gaskanals 4a, der zwischen dem Elektromotor 4 und dem Motorgehäuse 1 vorgesehen ist, mit einer Wand, die unmittelbar nach dem zweiten Wicklungsabschnitt 20b vorgesehen ist, strömt von einer oberen Komponente zu einer unteren Komponente des zweiten Wicklungsabschnitts 20b, während es den zweiten Wicklungsabschnitt 20b kühlt, und strömt anschließend in die Einlassöffnung 6. Außerdem kühlt ein Teil des Kühlmittelgases, das vom Sieb 19 nach unterhalb des Elektromotors 4 strömt, den ersten Wicklungsabschnitt 20a und kühlt nach dem Durchströmen des seitlichen Gaskanals 4b, der zwischen dem Elektromotor 4 und dem Motorgehäuse 1 vorgesehen ist, eine untere Komponente des zweiten Wicklungsabschnitts 20b und strömt anschließend in die Einlassöffnung 6.
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Außerdem kühlt das Kühlmittelgas das Innere des ersten Wicklungsabschnitts 20a und des zweiten Wicklungsabschnitts 20b, indem es durch den Luftspalt 4c strömt.
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2 ist eine Sagittalschnittansicht, die entlang A-A in 1 aufgenommen ist.
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Dieses Diagramm zeigt eine Positionsbeziehung zwischen dem oberen Gaskanal 4a, dem seitlichen Gaskanal 4b, dem Luftspalt 4c und den Halteabschnitten 1a und 1b des Elektromotors. Wie im Diagramm gezeigt ist, können der obere Gaskanal 4a und der seitliche Gaskanal 4b mehrfach vorgesehen sein. In dieser Beschreibung wird ein Außenumfang des Stators 20 als eine Außenwandfläche 20c bezeichnet. Das Motorgehäuse 1 ist mit den Halteabschnitten 1a und 1b versehen, die den Elektromotor 4 aufnehmen und halten. Außerdem bilden ein vertiefter Abschnitt 1c, der durch eine Innenwandfläche 1d gebildet ist, auf der die Halteabschnitte 1a und 1b vorgesehen sind, und die Außenwandfläche 20c des Stators 20 den oberen Gaskanal 4a und den seitlichen Gaskanal 4b. Ferner ist der Halteabschnitt 1b derart konfiguriert, dass eine untere Seite des Stators 20 gehalten wird und dementsprechend ein Raum unter dem Stator 20 gesperrt ist und kein Gaskanal gebildet ist. Außerdem ist der seitliche Gaskanal 4b an beiden Enden des Halteabschnitts 1b in der Umfangsrichtung gebildet.
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Wenn sich die Einlassöffnung 6 unter einem Zentrum einer Welle des Elektromotors 4 befindet, ist es wahrscheinlich, dass eine Wicklungstemperatur über dem Zentrum der Welle des Elektromotors 4 ansteigt. In Anbetracht dessen ist zumindest ein Teil jedes der mehreren oberen Gaskanäle 4a über dem Zentrum der Welle des Elektromotors 4 vorgesehen, um das Kühlen des gesamten Elektromotors 4 zu erleichtern. Außerdem bedeutet die Einlassöffnung 6, die unter dem Zentrum der Welle des Elektromotors 4 vorgesehen ist, dass der Hauptrotor 11 und der Nebenrotor 12 das Kühlmittelgas von unterhalb des Zentrums der Welle des Elektromotors 4 ansaugen.
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Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 1 ein Ölstrom im Schraubenverdichter 110 beschrieben.
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Eine Oberfläche der ineinandergreifenden Zähne zwischen dem Hauptrotor 11 und dem Nebenrotor 12 bildet zusammen mit dem Hauptgehäuse 2 eine Kompressionskammer (eine Kompressionsarbeitskammer). Das Kühlmittelgas wird nach dem Kühlen des Elektromotors 4 aus der Einlassöffnung 6, die im Hauptgehäuse 2 gebildet ist, in die Kompressionskammer gesaugt. Anschließend wird das Kühlmittelgas zusammen mit einer Drehung des Hauptrotors 11, der mit dem Elektromotor 4 direkt gekoppelt ist, in der Kompressionskammer abgedichtet, durch eine Kontraktion der Kompressionskammer allmählich komprimiert und als Hochdruck-Kühlmittelgas mit hoher Temperatur in den Ölabscheider 13 ausgelassen.
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Indem während der oben beschriebenen Kompression eine Kompressionsreaktionskraft auf den Hauptrotor 11 und den Nebenrotor 12 wirkt, wird eine radiale Last durch die Rollenlager 7 und 8 getragen, und eine Schublast wird durch das Kugellager 9 getragen.
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Nun wird das Zuführen des Schmieröls zu den Rollenlagern 7 und 8 und zum Kugellager 9 beschrieben.
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Zuerst schmiert und kühlt das Öl im Ölsammelbehälter 14 des Ölabscheiders 13, was die Hochdruckseite des Hauptgehäuses 2 ist, das Lager der Niederdruckseite (ein einlassseitiges Lager: das Rollenlager 7) aufgrund des Differentialdrucks zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite und wird daraufhin zur Seite der Einlassöffnung 6 ausgelassen. Außerdem schmiert und kühlt das Öl im Ölsammelbehälter 14 das Lager der Hochdruckseite (ein auslassseitiges Lager: das Rollenlager 8 und das Kugellager 9) und wird anschließend zur Seite der Einlassöffnung 6, zur Kompressionskammer unmittelbar nach dem Abschluss des Einlassens oder dergleichen ausgelassen.
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Das Öl, das nach der Schmierung jedes Lagers ausgelassen wird, strömt zusammen mit dem komprimierten Kühlmittelgas, während es die Kompressionskammer schmiert, und wird daraufhin zusammen mit dem komprimierten Kühlmittelgas ausgelassen und strömt in den Ölabscheider 13. Aufgrund des Ölabscheiders 13 wird das Öl erneut im Ölsammelbehälter 14 gelagert, der unter dem Ölabscheider 13 vorgesehen ist, während das komprimierte Kühlmittelgas aus einer Auslassöffnung 22 zum Kühlkreislauf geschickt wird.
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Als nächstes werden ein Strom des Kühlmittelgases vor der Einlassöffnung 6 und die Wirkungen einer Abschrägung 30 und einer Führung 31 genau beschrieben.
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3 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das Motorgehäuse 1 und das Hauptgehäuse 2 entlang einer Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn im Halteabschnitt 1b keine Abschrägung 30 gebildet ist, und stellt eine Detailansicht des Halteabschnitts 1b und einen Strom des Kühlmittelgases vor der Einlassöffnung 6 dar.
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In dem Diagramm gibt ein Pfeil A eine Richtung eines Kühlmittelgasstroms an. Im Folgenden wird das Kühlmittelgas, das in der Richtung des Pfeils A strömt, auch als Kühlmittelgas A bezeichnet. Da eine Form eines stromabseitigen Endes 1b2 des Halteabschnitts 1b eine quadratische (Kanten) Form 1b1 ist, bei der sich eine Breite in der Umfangsrichtung nicht ändert, strömt das Kühlmittelgas, das durch den Gaskanal 4b strömt, in der Richtung des Pfeils A aus dem Gaskanal 4b und wird direkt in eine Richtung der Eingangsöffnung 6 gesaugt. Dementsprechend stockt ein Strom des Kühlmittelgases auf einer stromabseitigen Seite des Halteabschnitts 1b, und ein Umgebung eines unteren Endes des zweiten Wicklungsabschnitts 20b wird nicht ausreichend gekühlt und dessen Temperatur steigt an. Insbesondere steigt eine Temperatur einer unteren Komponente des Halses des zweiten Wicklungsabschnitts 20b an.
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4 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das Motorgehäuse 1 und das Hauptgehäuse 2 entlang der Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn im Halteabschnitt 1b die Abschrägung 30 gebildet ist, und stellt eine Detailansicht des Halteabschnitts 1b und einen Strom des Kühlmittelgases vor der Einlassöffnung 6 dar.
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In 4 weist der Halteabschnitt 1b das stromabseitige Ende 1b2 auf, das auf der stromabseitigen Seite des Stroms des Kühlmittelgases A angeordnet ist, und die Abschrägung 30, die in Bezug auf eine Ebene geneigt ist, die zur Welle des Elektromotors senkrecht ist, ist auf beiden Enden in der Umfangsrichtung einer Endfläche 1b3 des stromabseitigen Endes 1b2 gebildet. Aufgrund der Abschrägung 30 ist das stromabseitige Ende 1b2 des Halteabschnitts 1b derart konfiguriert, dass seine Breite in der Umfangsrichtung in Richtung der stromabseitigen Seite kleiner wird.
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Dementsprechend kann ein Teil des Stroms des Kühlmittelgases A glatt abgezweigt werden, ohne den Strom zu unterbrechen, da ein Teil des Kühlmittelgases A, das durch den Gaskanal 4b strömt, aufgrund der Coanda-Wirkung entlang der Abschrägung 30 strömt. Da das abgezweigte Kühlmittelgas B in eine stromabseitige Seite des Halteabschnitts 1b strömt, reicht der Strom bis unterhalb des zweiten Wicklungsabschnitts 20b, und ein unteres Ende einer Außenumfangsfläche des zweiten Wicklungsabschnitts 20b kann gekühlt werden. Daher kann der Schraubenverdichter 110 geschaffen werden, der einen lokalen Temperaturanstieg der Wicklungen verhindern, Leistung und Zuverlässigkeit verbessern und einen Betriebsbereich erweitern kann.
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Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem die Führung 31 zusätzlich zum Bilden der Abschrägung 30 auf dem Halteabschnitt 1b bereitgestellt ist.
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5 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das Motorgehäuse 1 und das Hauptgehäuse 2 entlang der Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn im Halteabschnitt 1b die Abschrägung 30 gebildet ist und die Führung 31 auf der Innenwandfläche 1d des Motorgehäuses 1 vorgesehen ist, und stellt eine Detailansicht des Halteabschnitts 1b und einen Strom des Kühlmittelgases vor der Einlassöffnung 6 dar.
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Wie in 5 gezeigt ist, ist die Führung 31, die von der Innenwandfläche 1d des Motorgehäuses 1 derart vorsteht, dass sie dem stromabseitigen Ende 1b2 gegenüberliegt, an einer Position auf der stromabseitigen Seite des Halteabschnitts 1b auf der Innenwandfläche 1d vorgesehen. Eine Höhe der Führung 31 von der Innenwandfläche 1d ist größer als ein Abstand zwischen der Außenwandfläche 20c des Elektromotors 4 und der Innenwandfläche 1d des Motorgehäuses 1 eingestellt, die den Gaskanal 4b bilden. Außerdem ist die Führung 31 in der Umfangsrichtung der Welle des Elektromotors 4 an einer Position auf der Innenwandfläche 1d des Motorgehäuses 1 vorgesehen, wobei die Position dem zweiten Wicklungsabschnitt 20b gegenüberliegt.
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Durch Übernehmen dieser Konfiguration kann ein Anstieg des Druckverlusts unterdrückt werden, da bewirkt werden kann, dass das Kühlmittelgas, bei dem eine Strömungsausrichtung durch die Abschrägung 30 in die Umfangsrichtung geändert worden ist, entlang der Führung 31 strömt, während verhindert wird, dass ein Strom, der von der Abschrägung 30 herausgeströmt ist, direkt auf die Führung 31 aufgebracht wird, und gleichzeitig kann bewirkt werden, dass das Kühlmittelgas zum unteren Ende des zweiten Wicklungsabschnitts 20b strömt, ohne über die Führung 31 zur Seite der Einlassöffnung 6 hinauszuströmen. Daher kann der Schraubenverdichter 110 geschaffen werden, der einen lokalen Temperaturanstieg der Wicklungen verhindern, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit erhöhen und einen Betriebsbereich erweitern kann.
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6 ist ein Diagramm, das eine Ansicht aus einer sagittalen Richtung von C-C in 5 darstellt.
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In 6 kollidieren die Ströme des Kühlmittelgases B miteinander und strömen nach oben, da die Abschrägung 30 an beiden auslassseitigen Enden des Halteabschnitts 1b vorgesehen ist und die Ströme des Kühlmittelgases B einströmen, während sie einander entgegengesetzt sind, wodurch ermöglicht wird, dass die Ströme direkt auf eine Oberfläche einer unteren Komponente und den Hals des zweiten Wicklungsabschnitts 20b aufgebracht werden, und ermöglicht wird, dass eine Kühlwirkung verstärkt wird.
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Außerdem ist vorzugsweise eine Seitenfläche 100 der Führung 31 auf einer Innenseite einer Seitenfläche 101 des Gaskanals 4b in der Umfangsrichtung vorgesehen. Durch Übernehmen einer derartigen Anordnung kann eine Abnahme der Leistungsfähigkeit unterdrückt werden, ohne den Druckverlust des Gasstroms zu erhöhen, da das Kühlmittelgas A, das durch den Gaskanal 4b strömt, glatt zur Seite der Einlassöffnung strömt, ohne mit der Führung 31 zu kollidieren.
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Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem die Führung 31 durch mehrere Führungen 31 gebildet ist.
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7 ist eine perspektivische Ansicht eines Zustands, in dem das Motorgehäuse 1 und das Hauptgehäuse 2 entlang der Linie B-B in 2 geschnitten sind, wenn die Führung 31 durch mehrere Führungen 31 gebildet ist, und stellt eine Detailansicht des Halteabschnitts 1b und einen Strom des Kühlmittelgases vor der Einlassöffnung 6 dar.
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In 7 ist die Führung 31 durch zwei Führungen 31 gebildet, die nebeneinander in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und ein Raum 32 ist zwischen den Führungen 31 gebildet. Dementsprechend kann bewirkt werden, dass ein Teil des Kühlmittelgases B, für den durch die Abschrägung 30 bewirkt wird, dass er in die stromabseitige Seite des Halteabschnitts 1b strömt, glatt zur Einlassöffnung 6 strömt, und ein Strömungswiderstand kann unterdrückt werden. Ferner kollidieren durch Einstellen einer Länge der Führungen 31 in der Umfangsrichtung und durch Anordnen des Raumes 32 in einer Umgebung in einer radialen Richtung in Bezug auf einen wärmeerzeugenden Abschnitt des zweiten Wicklungsabschnitts 20b die Ströme des Kühlmittelgases B, die von beiden Seiten des Halteabschnitts 1b einströmen, in einer Umgebung der Position des Raumes 32 miteinander, wodurch ermöglicht wird, dass das Kühlmittelgas direkt auf eine Oberfläche und den Hals des wärmeerzeugenden Abschnitts aufgebracht wird und ermöglicht wird, dass die Kühlwirkung weiter verstärkt wird.
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In diesem Fall kann durch Vertiefen einer geneigten Fläche der Abschrägung 30 (Verringern eines Winkels, der zwischen einer Richtung des Kühlmittelgases A und der Abschrägung 30 gebildet ist) eine Durchflussmenge des Kühlmittelgases, das unter den Wicklungen durchdringt, erhöht werden, und eine Kühlwirkung kann weiter verstärkt werden. Mit anderen Worten, eine Tiefe der Abschrägung 30 kann abhängig von einer Temperatur des wärmeerzeugenden Abschnitts eingestellt werden, und eine Durchflussmenge des Kühlmittelgases, die zum Kühlen notwendig ist, kann sichergestellt werden.
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Eine Oberfläche 31a des stromaufseitigen Endes der Führung 31 ist auf einer stromaufseitigen Seite einer Oberfläche 20d des stromabseitigen Endes des zweiten Wicklungsabschnitts 20b angeordnet. Dementsprechend kann bewirkt werden, dass das Kühlmittelgas unter den zweiten Wicklungsabschnitt 20b strömt.
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Eine Höhe der Führung 31 in der radialen Richtung kann in Übereinstimmung mit einem Strom des Kühlmittelgases innerhalb eines Bereichs eingestellt werden, der erlaubt, dass ein Isolierabstand vom zweiten Wicklungsabschnitt 20b sichergestellt ist. Solange die Höhe der Führung 31 in der radialen Richtung größer oder gleich der Höhe des Gaskanals 4b ist, kann eine Durchflussmenge des Kühlmittelgases, für das bewirkt werden soll, dass es unter den zweiten Wicklungsabschnitt 20b strömt, sichergestellt werden, während verhindert wird, dass das Kühlmittelgas über die Führung 31 zur Einlassöffnung 6 hinausströmt. Daher ermöglicht die Höhe der Führung 31 in der radialen Richtung wünschenswerterweise, dass die Isolierung vom zweiten Wicklungsabschnitt 20b sichergestellt ist und ist wünschenswerterweise größer oder gleich der Höhe des Gaskanals 4b.
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8A und 8B sind vergrößerte Ansichten einer Hauptkomponente einer Form der Abschrägung 30 gemäß Modifikationen.
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Die Abschrägung 30, die in 8A gezeigt ist, ist derart konfiguriert, dass ein Bogenabschnitt (eine Bogenfläche) 30a eine einzige geneigte Fläche der Abschrägung 30 ist. Außerdem zeigt 8B eine Modifikation, bei der eine geneigte Fläche der Abschrägung 30 eine Form aufweist, die den Bogenabschnitt (die Bogenfläche) 30a mit einem abgeschrägten Abschnitt (einer ebenen Fläche) 30b kombiniert. In beiden Modifikationen ist eine Form des stromabseitigen Endes 1b2 des Halteabschnitts 1b derart konfiguriert, dass ihre Breite in der Umfangsrichtung in Richtung der stromabseitigen Seite kleiner wird. Außerdem kann dem stromabseitigen Ende 1b2 des Halteabschnitts 1b jede beliebige Form gegeben werden, solange die Form derart konfiguriert ist, dass ihre Breite in der Umfangsrichtung in Richtung der stromabseitigen Seite kleiner wird.
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Wie oben beschrieben ist, kann gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein lokaler Temperaturanstieg der Wicklungen verhindert werden, und die Temperatur der gesamten Wicklungen kann vergleichmäßigt werden. Außerdem können Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Schraubenverdichters 110 verbessert werden und kann ein Betriebsbereich davon erweitert werden, da ein Anstieg des Druckverlusts unterdrückt werden kann.
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Obwohl die Einlassöffnung 6, die Abschrägung 30 und die Führung 31 in Bezug auf eine virtuelle Ebene, die die Welle des Hauptrotors 11 und die Welle des Nebenrotors 12 enthält, in der oben beschriebenen Ausführungsform auf derselben Seite angeordnet sind, sind die Abschrägung 30 und die Führung 31 in Bezug auf den bestimmten Halteabschnitt 1b vorgesehen, da es wahrscheinlich ist, dass der Strom ungeachtet der Position der Einlassöffnung 6 auf einer stromabseitigen Seite eines bestimmten Halteabschnitts 1b stockt, wenn die Breite des bestimmten Halteabschnitts 1b in der Umfangsrichtung derart konfiguriert ist, dass sie größer als jene des anderen Halteabschnitts 1a ist. Dementsprechend kann die Stockung auf der stromabseitigen Seite des Halteabschnitts 1b unterdrückt werden, und ein lokaler Temperaturanstieg der Wicklungen kann unterdrückt werden.
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Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nicht auf einen hermetischen Doppelschraubenverdichter eingeschränkt und ist ebenfalls auf einen halb-hermetischen Doppelschraubenverdichter anwendbar. Außerdem ist die vorliegende Erfindung ebenfalls auf andere Schraubenverdichteren wie etwa einen Einfachschraubenverdichter anwendbar, solange ein Schraubenrotor auf einer stromabseitigen Seite eines Elektromotors in einem Strömungskanal eines Kühlmittelgases vorgesehen ist und das Kühlmittelgas aus einer bestimmten Richtung in Bezug auf eine Welle des Elektromotors in den Schraubenrotor gesaugt wird. Derartige Schraubenverdichteren können in einer Klimaanlage, einer Kältemaschineneinheit, einer Kältemaschine und dergleichen verwendet werden.
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Außerdem wurde die oben dargestellte Ausführungsform genau beschrieben, um ein eindeutiges Verständnis der vorliegenden Erfindung bereitzustellen, und die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise auf Ausführungsformen eingeschränkt, die alle der oben beschriebenen Komponenten enthalten. Ferner kann ein Teil der Komponenten einer bestimmten Ausführungsform durch Komponenten einer anderen Ausführungsform ersetzt werden, und Komponenten einer anderen Ausführungsform können den Komponenten einer bestimmten Ausführungsform hinzugefügt werden. Außerdem kann ein Teil der Komponenten jeder Ausführungsform dazu hinzugefügt, daraus entfernt oder durch andere Komponenten ersetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP S58032990 [0003, 0006]
- JP H01237389 [0003, 0006]
- JP 2013167211 [0003]
