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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Elektrokompressor, der ein Motorgehäuse, ein Kompressorgehäuse und ein Wellenlagerungsbauteil enthält.
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Ein Elektrokompressor, bei dem eine bewegliche Spirale durch einen Elektromotor angetrieben wird, enthält im Allgemeinen ein zylindrisches Motorgehäuse mit Boden, ein zylindrisches Kompressorgehäuse mit Boden und ein Wellenlagerungsbauteil. Das Motorgehäuse nimmt den Elektromotor auf. Das Kompressorgehäuse nimmt einen Kompressorabschnitt, der eine befestigte Schnecke und eine bewegliche Schnecke enthält, auf. Das Wellenlagerungsbauteil lagert eine rotierende Welle und enthält einen Flanschabschnitt, der in einem Außenumfangsabschnitt des Wellenlagerungsbauteils angeordnet ist (vergleiche zum Beispiel die japanische Patentanmeldung
JP 2011 - 089 507 A ).
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In der japanischen Patentanmeldung
JP 2011 - 089 507 A ist der proximale Abschnitt eines Flanschabschnitts, der in der Dickenrichtung des Wellenlagerungsbauteils an einem Ende eines Wellenlagerungsbauteils angeordnet ist, auf eine Innenumfangsoberfläche eines ersten Gehäuses (Motorgehäuses) aufgesteckt. Der Flanschabschnitt des Wellenlagerungsbauteils ist zwischen einer Stirnfläche eines offenen Endes des ersten Gehäuses und einer Stirnfläche eines offenen Endes eines zweiten Gehäuses angeordnet und wird durch diese fest gehalten. In dem Wellenlagerungsbauteil gemäß der japanischen Patentanmeldung
JP 2011 - 089 507 A erstreckt sich eine Vielzahl von Ansaugkanäle in eine Axialrichtung und eine Radialrichtung einer rotierenden Welle und ist radial außerhalb eines Lagerhalteabschnitts ausgebildet. Dann wird ein Kältemittelgas von einem Ansauganschluss in einen Kompressionsabschnitt durch einen Spalt, der in einem Elektromotor ausgebildet ist, und die Ansaugkanäle des Wellenlagerungsbauteils hindurch eingeleitet.
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In dem Wellenlagerungsbauteil gemäß der japanischen Patentanmeldung
JP 2011 - 089 507 A sind die Ansaugkanäle, die mit dem Kompressionsabschnitt verbunden sind, innerhalb einer Passfläche des Wellenlagerungsbauteils, die auf das Motorgehäuse aufgesteckt ist, ausgebildet. Diese Konfiguration verringert eine Steifigkeit des Wellenlagerungsbauteils, wodurch es schwierig wird, Vibrationen des Kompressionsabschnitts und der rotierenden Welle und ein Auftreten von Geräuschen zu unterdrücken. Dennoch nimmt das Gehäuse, das das Wellenlagerungsbauteil enthält radial zu, wenn die Ansaugkanäle außerhalb der Passfläche ausgebildet sind.
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Die vorliegende Offenbarung, die in Anbetracht des oben beschriebenen Problems gemacht wurde, ist darauf gerichtet, einen Elektrokompressor bereitzustellen, der in einer Geräuscharmut herausragend ist, während er eine Zunahme in einer Radialrichtung eines Gehäuses unterdrückt.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrokompressor bereitgestellt, der ein Gehäuse, das ein Motorgehäuse, ein Kompressorgehäuse und ein Wellenlagerungsbauteil enthält, eine rotierende Welle, einen Elektromotor, einen Kompressionsabschnitt und einen Fluidkanal enthält. Die rotierende Welle ist in dem Gehäuse aufgenommen. Der Elektromotor ist in dem Gehäuse aufgenommen und ausgelegt, um die rotierende Welle anzutreiben. Der Kompressionsabschnitt ist in dem Gehäuse aufgenommen und ausgelegt, um durch eine Rotation der rotierenden Welle angetrieben zu werden, um ein Fluid zu verdichten. Das Motorgehäuse hat eine zylindrische Form mit Boden und nimmt den Elektromotor auf. Das Kompressorgehäuse hat eine zylindrische Form mit Boden und nimmt den Kompressionsabschnitt auf. Das Wellenlagerungsbauteil ist zwischen einer ersten Stirnfläche eines offenen Endes des Motorgehäuses und einer zweiten Stirnfläche eines offenen Endes des Kompressorgehäuses angeordnet und wird durch diese gehalten. Das Wellenlagerungsbauteil wirkt mit dem Motorgehäuse zusammen, um eine Motorkammer zu bilden, die den Elektromotor aufnimmt, und wirkt mit dem Kompressorgehäuse zusammen, um eine Kompressionskammer zu bilden, die den Kompressionsabschnitt aufnimmt. Das Wellenlagerungsbauteil hat ein Einsetzloch, durch das die rotierende Welle eingesetzt ist, und lagert die rotierende Welle drehbar. Das Wellenlagerungsbauteil, das Motorgehäuse und das Kompressorgehäuse sind mit einem Befestigungsbauteil befestigt, um das Gehäuse zu bilden. Die Motorkammer ist durch den Fluidkanal hindurch mit dem Kompressionsabschnitt verbunden. Die erste Stirnfläche hat ein erstes Befestigungsloch, in das das Befestigungsbauteil eingesetzt ist, und einen ersten vertieften Abschnitt, der mit der Motorkammer verbunden ausgebildet ist. Die zweite Stirnfläche hat ein zweites Befestigungsloch, in das das Befestigungsbauteil eingesetzt ist, und einen zweiten vertieften Abschnitt, der mit der Kompressionskammer verbunden ausgebildet ist. Das Wellenlagerungsbauteil hat eine Passfläche, die auf eine Öffnung des Motorgehäuses aufgesteckt ist, und einen Flanschabschnitt, der sich von der Passfläche aus erstreckt und zwischen der ersten Stirnfläche und der zweiten Stirnfläche angeordnet ist und durch diese gehalten wird. Der Flanschabschnitt hat ein Durchgangsloch, durch das das Befestigungsbauteil eingesetzt ist, und ein kanalbildendes Loch, durch das der erste vertiefte Abschnitt und der zweite vertiefte Abschnitt miteinander verbunden sind. Das Durchgangsloch und das kanalbildende Loch sind in einer Umfangsrichtung des Flanschabschnitts angeordnet. Der Fluidkanal ist durch den ersten vertieften Abschnitt, den zweiten vertieften Abschnitt und das kanalbildende Loch ausgebildet. Das Durchgangsloch und das kanalbildende Loch sind außerhalb der Passfläche angeordnet.
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Die Offenbarung kann zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen am besten durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsform zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, bei denen:
- 1 eine Querschnittsansicht eines Spiralkompressors gemäß einer Ausführungsform ist;
- 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines Wellenlagerungsbauteils, eines Motorgehäuses und eines Elektromotors ist;
- 3 eine Ansicht des Inneren des Spiralkompressor, der von einer Seite einer feststehenden Spirale betrachtet wird, ist; und
- 4 eine Querschnittsansicht entlang einer Linie IV-IV in 1 des Inneren des Spiralkompressors ist, die von einer Seite eines Motorgehäuses aus betrachtet wird.
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, in der ein Elektrokompressor als ein Spiralkompressor bzw. Scrollkompressor ausgebildet ist, wird nachfolgend mit Bezugnahme auf 1 bis 4 beschrieben.
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Wie in 1 dargestellt, ist ein Elektrokompressor, der in dieser Ausführungsform ein Spiralkompressor 10 ist, enthält ein Gehäuse H, in dem ein Einlass Ha und ein Auslass Hb ausgebildet sind. Ein Fluid (Kältemittelgas in der vorliegenden Ausführungsform) wird durch den Einlass Ha eingeleitet und durch den Auslass Hb abgelassen. Das Gehäuse H hat als ein Ganzes eine im Wesentlichen zylindrische Form. Der Spiralkompressor 10 enthält, insbesondere das Gehäuse H enthält ein Motorgehäuse 11, das eine zylindrische Form mit Boden hat, ein Kompressorgehäuse 21, das eine zylindrische Form mit Boden hat, und ein Wellenlagerungsbauteil 31, das eine Scheibenform hat und zwischen dem Motorgehäuse 11 und dem Kompressorgehäuse 21 angeordnet ist. Das Motorgehäuse 11, das Kompressorgehäuse 21 und das Wellenlagerungsbauteil 31 sind so zusammengebaut, dass eine Stirnfläche eines offenen Endes des Motorgehäuses 11 und eine Stirnfläche eines offenen Endes des Kompressorgehäuses 21, die später beschrieben werden, in Kontakt mit dem Wellenlagerungsbauteil 31 sind.
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Das Innere des Gehäuses H ist durch das Wellenlagerungsbauteil 31 in eine Motorkammer S1 und eine Kompressionskammer S2 getrennt. Das Wellenlagerungsbauteil 31 wirkt mit dem Motorgehäuse 11 zusammen, um die Motorkammer S1 zu bilden, und ein Elektromotor 16 ist in der Motorkammer S1 aufgenommen. Das Wellenlagerungsbauteil 31 wirkt mit dem Kompressorgehäuse 21 zusammen, um die Kompressionskammer S2 zu bilden, und ein Kompressionsabschnitt 15 ist in der Kompressionskammer S2 aufgenommen.
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Der Einlass Ha ist in einem Seitenwandabschnitt 11a des Motorgehäuses 11 ausgebildet, insbesondere an einer Position in dem Seitenwandabschnitt 11a, die an einen Bodenabschnitt 11b des Motorgehäuses 11 angrenzt, und ist mit der Motorkammer S1 verbunden. Der Auslass Hb ist in einem Bodenabschnitt 21a des Kompressorgehäuses 21 ausgebildet. Der Kompressionsabschnitt 15, der in der Kompressionskammer S2 aufgenommen ist, leitet das Fluid ein und verdichtet das Fluid, das von dem Einlass Ha aus in die Motorkammer S1 eingeleitet wurde, und dann lässt er das Fluid aus dem Auslass Hb ab. Der Elektromotor 16, der in der Motorkammer S1 aufgenommen ist, ist ausgelegt, um den Kompressionsabschnitt 15 anzutreiben. Eine rotierende Welle 17, der Kompressionsabschnitt 15 und der Elektromotor 16 sind in dem Gehäuse H aufgenommen. Das heißt, der Kompressionsabschnitt 15 ist in dem Gehäuse H aufgenommen und ausgelegt, um durch eine Rotation der rotierenden Welle 17 zum Verdichten des Fluids angetrieben zu werden. Der Elektromotor 16 ist in dem Gehäuse H an den Einlass Ha angrenzend angeordnet, und der Kompressionsabschnitt 15 ist in dem Gehäuse H an den Auslass Hb angrenzend angeordnet.
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Die rotierende Welle 17 ist in dem Gehäuse H drehbar aufgenommen. Das Wellenlagerungsbauteil 31, das einen Teil der rotierenden Welle 17 drehbar lagert, ist zwischen dem Kompressionsabschnitt 15 und dem Elektromotor 16 angeordnet. Das Wellenlagerungsbauteil 31 hat durch es hindurch ein Einsetzloch 32, durch das die rotierende Welle 17 eingeführt ist, und ein erstes Lager 18 ist in dem Einsetzloch 32 angeordnet. Das Wellenlagerungsbauteil 31 und der Bodenabschnitt 11b des Motorgehäuses 11 liegen einander in einer Axialrichtung der rotierenden Welle 17 gegenüber, und eine zylindrische Lagernabe 19 steht von dem Bodenabschnitt 11b des Motorgehäuses 11 aus zu der Motorkammer S1 hin hervor. Ein zweites Lager 20 ist im Inneren der Lagernabe 19 angeordnet. Die rotierende Welle17 ist durch die beiden Lager 18, 20 drehbar gelagert.
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In dem Gehäuse H ist ein Fluidkanal, der in diese Ausführungsform ein Ansaugkanal 25 ist, ausgebildet, um das Fluid, das von dem Einlass Ha aus in die Motorkammer S1 eingeleitet wurde, von der Motorkammer S1 zu dem Kompressionsabschnitt 15 hin zu leiten. Mit anderen Worten ist die Motorkammer S1 durch den Ansaugkanal 25 mit dem Kompressionsabschnitt 15 verbunden. Der Kompressionsabschnitt 15 ist ausgelegt, um das Fluid, das in den Kompressionsabschnitt 15 durch den Ansaugkanal 25 eingeleitet wurde, zu verdichten, und enthält eine feststehende Spirale 41, die an dem Gehäuse H befestigt ist, und eine bewegliche Spirale 42, die ausgelegt ist, um sich zu drehen, insbesondere ausgelegt ist, um relativ zu der feststehende Spirale 41 eine Orbitalbewegung auszuführen.
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Die feststehende Spirale 41 ist an einer Innenumfangsoberfläche eines Umfangswandabschnitts 21b des Kompressorgehäuses 21 befestigt. Die feststehende Spirale 41 enthält eine Basisplatte 41a, die eine Scheibenform hat und koaxial zu der rotierenden Welle 17 angeordnet ist, einen Außenwandabschnitt 41b, der sich von der Basisplatte 41a aus entlang der Innenumfangsoberfläche des Umfangswandabschnitts 21b erstreckt, und eine Spiralwand 41c, die sich von der Basisplatte 41a aus erstreckt und in einer Radialrichtung der feststehenden Spirale 41 innerhalb des Außenwandabschnitts 41b angeordnet ist. Der Außenwandabschnitt 41b umgibt die Spiralwand 41c. Ein Ansaugloch 41d zum Einleiten des Fluids in das Innere des Außenwandabschnitts 41b ist in einer Dickenrichtung des Außenwandabschnitts 41b durch den Außenwandabschnitt 41b hindurch ausgebildet.
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Die bewegliche Spirale 42 enthält eine Basisplatte 42a, die eine Scheibenform hat und der Basisplatte 41a gegenüberliegt, und eine Spiralwand 42b, die sich von der Basisplatte 42a aus zu der Basisplatte 41a hin erstreckt. Die feststehende Spirale 41 und die bewegliche Spirale 42 kämmen miteinander. Insbesondere kämmen die Spiralwand 41c und die Spiralwand 42b auf der radial inneren Seite relativ zu dem Außenwandabschnitt 41b miteinander, eine obere Stirnfläche der Spiralwand 41c ist in Kontakt mit der Basisplatte 42a und eine obere Stirnfläche der Spiralwand 42b ist in Kontakt mit der Basisplatte 41a. Eine Fluidkompressionskammer 24, in der das Fluid verdichtet wird, wird durch die feststehende Spirale 41 und die bewegliche Spirale 42 festgelegt.
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Das Einsetzloch 32 des Wellenlagerungsbauteils 31 ist durch die Basisplatte 42a der beweglichen Spirale 42 verschlossen, so dass eine Gegendruckkammer 47 durch eine Wand des Einsetzlochs 32 und die bewegliche Spirale 42 festgelegt wird. Das Fluid, das in der Fluidkompressionskammer 24 verdichtet wird, wird in die Gegendruckkammer 47 eingeleitet. Dies verursacht, dass der Druck in der Gegendruckkammer 47 höher als der Ansaugdruck wird, und drängt die bewegliche Spirale 42 gegen die feststehende Spirale 41. Diese Konfiguration verbessert die Dichtung der Fluidkompressionskammer 24, indem einer Kompressionsreaktionskraft, die entlang der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 auftritt und auf die bewegliche Spirale 42 wirkt, widerstanden wird, während der Kompressionsabschnitt 15 angetrieben wird.
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Die bewegliche Spirale 42 ist ausgelegt, um in Verbindung mit einer Rotation der rotierenden Welle 17 eine Orbitalbewegung auszuführen. Insbesondere steht ein Teil der rotierenden Welle 17 durch das Einsetzloch 32 des Wellenlagerungsbauteils 31 hindurch zu dem Kompressionsabschnitt 15 hin hervor. Ein exzentrischer Pin 43 ist an einer Position auf einer Stirnfläche der rotierenden Welle 17, die an den Kompressionsabschnitt 15 angrenzt, angeordnet, die relativ zu einer Achse L der rotierenden Welle 17 exzentrisch ist. Eine Buchse 44 ist für den exzentrischen Pin 43 angeordnet. Die Buchse 44 und die bewegliche Spirale 42 (insbesondere die Basisplatte 42a) sind über ein Lager 45 verbunden.
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Der Spiralkompressor 10 enthält ein Antirotationsteil 46, das auf einem Außenumfangsabschnitt des Wellenlagerungsbauteils 31 angeordnet ist, um eine Rotation der beweglichen Spirale 42 zu verhindern, während eine Orbitalbewegung der beweglichen Spirale 42 zugelassen wird. Es ist zu beachten, dass eine Vielzahl der Antirotationsteile 46 in dieser Ausführungsform angeordnet ist. Wenn die rotierende Welle 17 in einer vorbestimmten Vorwärtsrichtung rotiert, führt die bewegliche Spirale 42 eine Orbitalbewegung in der Vorwärtsrichtung aus. Die bewegliche Spirale 42 führt eine Orbitalbewegung um eine Achse der feststehenden Spirale 41 (das heißt um die Achse L der rotierenden Welle 17) in der Vorwärtsrichtung aus.
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Dies reduziert das Volumen der Fluidkompressionskammer 24, so dass das Fluid, das von dem Einlass H aus in die Motorkammer S1 eingeleitet wurde, durch einen Spalt strömt, der in dem Elektromotor 16 ausgebildet ist, und den Ansaugkanal 25 erreicht. Nachdem das Fluid durch den Ansaugkanal 25 hindurch in die Kompressionskammer S2 geströmt ist, wird das Fluid durch das Ansaugloch 41d hindurch in die Fluidkompressionskammer 24 eingeleitet, das durch den Außenwandabschnitt 41b der feststehenden Spirale 41 hindurch ausgebildet ist, und in der Fluidkompressionskammer 24 verdichtet. Das verdichtete Fluid wird aus einem Auslassanschluss 48, der durch die Basisplatte 41a hindurch ausgebildet ist, abgelassen und danach aus dem Auslass Hb abgelassen. Ein Auslassventil 49, das ausgelegt ist, um den Auslassanschluss 48 zu bedecken, ist auf der Basisplatte 41a angeordnet. Das Fluid, das in der Fluidkompressionskammer 24 verdichtet wird, drückt das Auslassventil 49 heraus und wird aus dem Auslassanschluss 48 abgelassen.
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Der Elektromotor 16 dreht die rotierende Welle 17, um die bewegliche Spirale 42 zu drehen. Der Elektromotor 16 enthält einen Rotor 51, der integral mit der rotierenden Welle 17 rotiert, und einen Stator 52, der den Rotor 51 umgibt. Der Rotor 51 ist mit der rotierenden Welle 17 verbunden. Der Rotor 51 enthält einen Permanentmagneten (nicht dargestellt). Der Stator 52 ist an einer Innenumfangsoberfläche des Seitenwandabschnitts 11a des Gehäuses H (insbesondere des Motorgehäuses 11) befestigt. Der Stator 52 enthält einen Statorkern 53, der in einer Radialrichtung des Rotors 51 dem zylindrischen Rotor 51 gegenüberliegt, und eine Wicklung 54, die in dem Statorkern 53 gewickelt ist. Die Wicklung 54 enthält Wicklungsenden 54a, die in einer Axialrichtung des Statorkerns 53 von gegenüberliegenden Stirnflächen des Statorkerns 53 aus vorstehen. Mit anderen Worten enthält der Elektromotor 16 ein Paar von Wicklungsenden 54a, und die Wicklungsenden 54a sind in der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Elektromotors 16 angeordnet.
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Der Spiralkompressor 10 enthält einen Inverter 55, der als ein Antriebskreis dient, der ausgelegt ist, um den Elektromotor 16 anzutreiben. Der Inverter 55 ist in dem Gehäuse H aufgenommen, insbesondere in einem zylindrischen Abdeckbauteil 56, das an dem Bodenabschnitt 11b des Motorgehäuses 11 angebracht ist. Der Inverter 55 und die Wicklung 54 sind elektrisch verbunden.
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Als Nächstes werden das Motorgehäuse 11, das Kompressorgehäuse 21 und das Wellenlagerungsbauteil 31 detailliert beschrieben.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist ein erster Flansch 12 an dem offenen Ende des Motorgehäuses 11 angeordnet. Der erste Flansch 12 steht von dem offenen Ende des Motorgehäuses 11 aus in einer Radialrichtung des Motorgehäuses 11 und über eine Gesamtheit in einer Umfangsrichtung des Motorgehäuses 11 nach außen hervor. Der erste Flansch 12 des Motorgehäuses 11, der an dem offenen Ende des Motorgehäuses 11 angeordnet ist, hat eine erste Stirnfläche 12b, die in Kontakt mit dem Wellenlagerungsbauteil 31 angeordnet ist. Die erste Stirnfläche 12b des Motorgehäuses 11 hat eine Vielzahl von ersten Befestigungslöchern, die in dieser Ausführungsform eine Vielzahl von ersten weiblichen Gewindeabschnitten 12a sind, so dass die ersten weiblichen Gewindeabschnitte 12a in der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 vertieft sind. Die ersten weiblichen Gewindeabschnitte 12a sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 11 voneinander beabstandet.
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Die erste Stirnfläche 12b des Motorgehäuses 11 hat eine Vielzahl von ersten vertieften Abschnitten 13. Die ersten vertieften Abschnitte 13 sind in einer Innenumfangsoberfläche des ersten Flansches 12 zu einer Außenumfangsoberfläche des ersten Flansches 12 hin in einer Radialrichtung des ersten Flansches 12 vertieft und sind mit der Motorkammer S1 verbunden ausgebildet. Der erste vertiefte Abschnitt 13 ermöglicht, dass die erste Stirnfläche 12b, mit dem Inneren des Motorgehäuses 11, zum Beispiel der Motorkammer S1, verbunden ist. Die ersten vertieften Abschnitte 13 sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 11 voneinander beabstandet. Die ersten weiblichen Gewindeabschnitte 12a und die ersten vertieften Abschnitte 13 sind in der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 11 alternierend angeordnet.
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Zumindest ein Teil des ersten vertieften Abschnitts 13 liegt in einer Radialrichtung der rotierenden Welle 17 einer Außenumfangsoberfläche eines Wicklungsendes 54a der Wicklungsenden 45a des Elektromotors 16, das näher zu dem Wellenlagerungsbauteil 31 als das andere Wicklungsende 54a angeordnet ist, gegenüber. Da die Vielzahl der ersten vertieften Abschnitte 13 in der Umfangsrichtung des Motorgehäuses 11 angeordnet sind, liegt die Vielzahl der ersten vertieften Abschnitte 13 der Außenumfangsoberfläche des einen Wicklungsendes 54a an einer Vielzahl von Positionen gegenüber.
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Wie in 1 und 3 dargestellt, ist ein zweiter Flansch 22 an dem offenen Ende des Kompressorgehäuses 21 angeordnet. Der zweite Flansch 22 steht von dem offenen Ende des Kompressorgehäuses 21 aus in einer Radialrichtung des Kompressorgehäuses 21 und über eine Gesamtheit in einer Umfangsrichtung des Kompressorgehäuses 21 nach außen hervor. Der zweite Flansch 22 des Kompressorgehäuses 21, der an dem offenen Ende des Kompressorgehäuses 21 angeordnet ist, hat eine zweite Stirnfläche 22b, die in Kontakt mit dem Wellenlagerungsbauteil 31 angeordnet ist. Die zweite Stirnfläche 22b des Kompressorgehäuses 21 hat eine Vielzahl von zweiten Befestigungslöchern, die in dieser Ausführungsform eine Vielzahl von zweiten weiblichen Gewindeabschnitten 22a sind. Die zweiten weiblichen Gewindeabschnitte 22a sind in der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 vertieft, insbesondere in einer Dickenrichtung des zweiten Flansches 22 durch den zweiten Flansch 22 hindurch ausgebildet. Die zweiten weiblichen Gewindeabschnitte 22a sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Kompressorgehäuses 21 voneinander beabstandet.
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Die zweite Stirnfläche 22b des Kompressorgehäuses 21 hat eine Vielzahl von zweiten vertieften Abschnitten 23. Die zweiten vertieften Abschnitte 23 sind in einer Innenumfangsoberfläche des zweiten Flansches 22 in einer Radialrichtung des zweiten Flansches 22 zu einer Außenumfangsoberfläche des zweiten Flansches 22 hin vertieft und mit der Kompressionskammer S2 verbunden ausgebildet. Die zweiten vertieften Abschnitte 22 ermöglichen, dass die zweite Stirnfläche 22b mit dem Inneren des Kompressorgehäuses 21, zum Beispiel der Kompressionskammer S2, verbunden ist. Die zweiten vertieften Abschnitte 23 sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Kompressorgehäuses 21 voneinander beabstandet. Die zweiten weiblichen Gewindeabschnitte 22a und die zweiten vertieften Abschnitte 23 sind in der Umfangsrichtung des Kompressorgehäuses 21 alternierend angeordnet.
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Wie in 1 und 2 dargestellt, ist ein Einsetzloch 32 an einem radialen Mittelabschnitt des Wellenlagerungsbauteils 31 in einer Dickenrichtung des Wellenlagerungsbauteils 31 durch das Wellenlagerungsbauteil 31 hindurch ausgebildet. Ein Flanschabschnitt 33 ist auf einem Außenumfangsabschnitt des Wellenlagerungsbauteils 31 angeordnet. Das Wellenlagerungsbauteil 31 enthält einen Passabschnitt 34, dessen Außenumfangsoberfläche auf die Innenumfangsoberfläche des ersten Flansches 12 des Motorgehäuses 11 aufgesteckt ist. Mit anderen Worten hat das Wellenlagerungsbauteil 31 eine Passfläche, die in dieser Ausführungsform die Außenumfangsoberfläche des Passabschnitts 34 ist, der auf eine Öffnung des Motorgehäuses 11 aufgesteckt ist. Der Passabschnitt 34 hat eine zylindrische Form, und das Einsetzloch 32 ist durch einen Mittelabschnitt des Passabschnitts 34 hindurch ausgebildet. Der Passabschnitt 34 enthält einen Abschnitt mit einem kleinen Durchmesser 34a, der an den Elektromotor 16 angrenzt, und das erste Lager 18 ist in dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser 34a angeordnet und durch ihn gelagert. Da die Außenumfangsoberfläche des Passabschnitts 34, die als eine Passfläche dient, auf die Öffnung des Motorgehäuses 11 aufgesteckt ist, ist die Achse L der rotierenden Welle 17, die durch das Wellenlagerungsbauteil 31 gelagert wird, einfach auf eine Mittelachse des Motorgehäuses 11 anzupassen. Der Flanschabschnitt 33 erstreckt sich von der Außenumfangsoberfläche des Passabschnitts 34 aus.
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Eine Vielzahl von Durchgangslöchern 33a ist in einer Dickenrichtung des Flanschabschnitts 33 durch den Flanschabschnitt 33 des Wellenlagerungsbauteils 31 hindurch ausgebildet, und die Durchgangslöcher 33a sind in gleichen Abständen in einer Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 voneinander beabstandet. Eine Vielzahl von kanalbildenden Löchern 35 ist in der Dickenrichtung des Flanschabschnitts 33 durch den Flanschabschnitt 33 hindurch ausgebildet. Die kanalbildenden Löcher 35 sind in gleichen Abständen in der Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 voneinander beabstandet. Jedes der kanalbildenden Löcher 35 hat eine Langlochform, die sich in die Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 erstreckt. Insbesondere erstreckt sich das kanalbildende Loch 35 in einer Bogenform entlang der Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33. Der Flanschabschnitt 33 hat die Durchgangslöcher 33a und die kanalbildenden Löcher 35, die in der Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 alternierend angeordnet sind. Die Durchgangslöcher 33a und die kanalbildenden Löcher 35 sind außerhalb der Außenumfangsoberfläche (Passfläche) des Passabschnitts 34 ausgebildet.
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Wie in 1 dargestellt, ist die erste Stirnfläche 12b des Motorgehäuses 11 in dem Gehäuse H in der Dickenrichtung des Flanschabschnitts 33 in Kontakt mit einer Oberfläche von gegenüberliegenden Oberflächen des Flanschabschnitts 33 des Wellenlagerungsbauteils 31 angeordnet, und die zweite Stirnfläche 22b des Kompressorgehäuses 21 ist in der Dickenrichtung des Flanschabschnitts 33 in Kontakt mit der anderen Oberfläche des Flanschabschnitts 33 angeordnet.
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Jeder der ersten weiblichen Gewindeabschnitte 12a des ersten Flansches 12 ist durch das Durchgangsloch 33a des Flanschabschnitts 33 hindurch mit dem korrespondierenden zweiten weiblichen Gewindeabschnitt 22a des zweiten Flansches 2 verbunden. Der erste Flansch 12, der Flanschabschnitt 33 und der zweite Flansch 22 sind mit Befestigungsbauteilen befestigt, die in dieser Ausführungsform Bolzen 26 sind, um das Gehäuse H zu bilden. Jeder der Bolzen 26 ist in den ersten weiblichen Gewindeabschnitt 12a des ersten Flansches 12 durch das Gewindeloch 33a des Flanschabschnitts 33 und den zweiten weiblichen Gewindeabschnitt 22a des zweiten Flansches 22 hindurch eingesetzt, wobei der Flanschabschnitt 33 zwischen dem ersten weiblichen Gewindeabschnitt 12a und dem zweiten weiblichen Gewindeabschnitt 22a angeordnet ist. In dem Gehäuse H ist der Flanschabschnitt 33 zwischen der ersten Stirnfläche 12b des Motorgehäuses 11 und der zweiten Stirnfläche 22b des Kompressorgehäuses 21 angeordnet und fest von ihnen gehalten.
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Wie in 1 und 4 dargestellt, sind der erste vertiefte Abschnitt 13 des Motorgehäuses 11 und der zweite vertiefte Abschnitt 23 des Kompressorgehäuses 21 durch das kanalbildende Loch 35 des Flanschabschnitts 33 hindurch miteinander verbunden. Das kanalbildende Loch 35 liegt dem Ganzen einer Öffnung des ersten vertieften Abschnitts 13, der in der ersten Stirnfläche 12b ausgebildet ist, und dem Ganzen einer Öffnung des zweiten vertieften Abschnitts 23, der in der zweiten Stirnfläche 22b ausgebildet ist, gegenüber.
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Ein Teil einer Innenoberfläche des kanalbildenden Lochs 35, der an eine Außenumfangsoberfläche des Flanschabschnitts 33 angrenzt, ist entlang der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 durchgehend mit einem Teil einer Innenoberfläche des ersten vertieften Abschnitts 13, der an die Außenumfangsoberfläche des ersten Flansches 12 angrenzt, ausgebildet. Zusätzlich ist der Teil der Innenoberfläche des kanalbildenden Lochs 35, der an die Außenumfangsoberfläche des Flanschabschnitts 33 angrenzt, entlang der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 durchgehend mit einem Teil einer Innenoberfläche des zweiten vertieften Abschnitts 23, der an die Außenumfangsoberfläche des zweiten Flansches 22 angrenzt. Ferner ist ein Teil der Innenoberfläche des kanalbildenden Lochs 35, der an die feststehenden Spirale 41 angrenzt, entlang der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 durchgehend mit einem Teil einer Außenumfangsoberfläche des Außenwandabschnitts 41b ausgebildet.
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In dem Gehäuse H ist der Ansaugkanal 25, der als ein Fluidkanal dient, durch den ersten vertieften Abschnitt 13, das kanalbildende Loch 35 und den zweiten vertieften Abschnitt 23 ausgebildet. Der Ansaugkanal 25 ermöglicht, dass das Motorgehäuse S1 und das Ansaugloch 41d des Kompressionsabschnitts 15 miteinander verbunden sind. Insbesondere ist der Ansaugkanal 25 ein Kanal, der das Fluid, das durch das Ansaugloch 41d hindurch in die Fluidkompressionskammer 24 eingeleitet werden wird, von der Motorkammer S1 aus zu dem Ansaugloch 41d leitet.
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Der Ansaugkanal 25 ist in einer Radialrichtung des Wellenlagerungsbauteils 31 außerhalb der Gegendruckkammer 47 ausgebildet, und das kanalbildende Loch 35, das einen Teil des Ansaugkanals 25 ausbildet, ist durch den Flanschabschnitt 33 des Wellenlagerungsbauteils 31 hindurch ausgebildet. Der Flanschabschnitt 33 ist ein Bereich, der einen Teil einer Außenumfangsoberfläche des Gehäuses H bildet, und ist ein Bereich, der zwischen dem Motorgehäuse 11 und dem Kompressorgehäuse 21 angeordnet ist und von ihnen gehalten wird, wenn das Motorgehäuse 11, das Wellenlagerungsbauteil 31 und das Kompressorgehäuse 21 mit dem Wellenlagerungsbauteil 31 befestigt sind, das zwischen dem Motorgehäuse 11 und dem Kompressorgehäuse 21 angeordnet ist. Das heißt, dass der Flanschabschnitt 33 ist eine bestehende Verbindungsoberfläche, an der das Motorgehäuse 11 und das Kompressorgehäuse 21 einander über den Flanschabschnitt 33 gegenüberliegen, ist. Daher ist in dem Wellenlagerungsbauteil 31 das kanalbildende Loch 35 nicht in dem Passabschnitt 34, der das Einsetzloch 32 hat, ausgebildet, sondern ist in der Radialrichtung des Wellenlagerungsbauteils 31 außerhalb der Außenumfangsoberfläche (Passfläche) des Passabschnitts 34 ausgebildet.
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Als Nächstes wird ein Betrieb des Spiralkompressors 10 beschrieben.
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Wenn die rotierende Welle 17 durch eine Energieversorgung zu dem Elektromotor 16 gedreht wird, dreht sich die Buchse 44 um die rotierende Welle 17 und die bewegliche Spirale 42 dreht sich. Dann wird das Fluid in das Gehäuse H, insbesondere von dem Einlass Ha aus in die Motorkammer S1 in dem Gehäuse H, eingeleitet. Das Fluid strömt durch den Spalt hindurch, der in dem Elektromotor 16 ausgebildet ist, während es das Wicklungsende 54a der Wicklungsenden 54a, das näher zu dem Bodenabschnitt 11b des Motorgehäuses 11 als das andere Wicklungsende 54a ist, kontaktiert, und strömt in der Axialrichtung der rotierenden Welle 17.
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Während es das Wicklungsende 54a, das näher zu dem Wellenlagerungsbauteil 31 als das andere Wicklungsende 54a ist, kontaktiert, wird das Fluid von dem ersten vertieften Abschnitt 13 aus in den Ansaugkanal 25 eingeleitet, und strömt durch das kanalbildende Loch 35 und den zweiten vertieften Abschnitt 23 hindurch in die Kompressionskammer S2 in dem Kompressionsgehäuse 21. Dann wird das Fluid von dem Ansaugloch 41d aus in den Kompressionsabschnitt 15 eingeleitet. Das Fluid, das in die Fluidkompressionskammer 24 des Kompressionsabschnitts 15 eingeleitet wird, wird durch die Orbitalbewegung der beweglichen Spirale 42 verdichtet, und das verdichtete Fluid wird aus dem Auslassanschluss 48 abgelassen, dann drückt es das Auslassventil 49 heraus und wird aus dem Auslass Hb abgelassen. Es ist zu beachten, dass das stark verdichtete Fluid als ein Steuerungsgas in die Gegendruckkammer 47 eingeleitet wird, und dieses Steuerungsgas drückt die bewegliche Spirale 42 in der Axialrichtung der rotierende Welle 17 gegen die feststehende Spirale 41.
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Die obige Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bietet die folgenden Effekte.
- (1) Jedes der kanalbildenden Löcher 35, das ein Teil des Ansaugkanals 25 ist, ist in dem Flanschabschnitt 33 des Wellenlagerungsbauteils 31 ausgebildet, durch den die Bolzen 26 eingesetzt sind, um das Gehäuse H zu bilden. Das heißt, dass das kanalbildende Loch 35 nicht in dem Passabschnitt 34, der das Einsetzloch 32 hat, ausgebildet ist, sondern in der Radialrichtung des Wellenlagerungsbauteils 31 außerhalb der Außenumfangsoberfläche (Passfläche) des Passabschnitts 34 ausgebildet ist. Das kanalbildende Loch 35 und das Durchgangsloch 33 sind in der Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 angeordnet. Diese Konfiguration ermöglicht, dass ohne eine Zunahme in dem Durchmesser des Flanschabschnitts 33 der Ansaugkanal 25 durch die bestehende Verbindungsoberfläche hindurch führt. Diese Konfiguration verursacht keine Abnahme in einer Steifigkeit des Passabschnitts 34, zum Beispiel des Wellenlagerungsbauteils 31, wodurch eine Vibration der rotierenden Welle 17 einfach unterdrückt wird und eine herausragende Geräuscharmut in dem Spiralkompressor 10 erzielt wird.
- (2) Das kanalbildende Loch 35 ist durch den Flanschabschnitt 33 hindurch ausgebildet, durch den die Bolzen 26 eingesetzt sind, um das Motorgehäuse 11 und das Kompressorgehäuse 21 zu befestigen. Insbesondere ist in dem Flanschabschnitt 33 das kanalbildende Loch 35 in der Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 zwischen benachbarten Durchgangslöchern 33a zum Aufnehmen der Bolzen 26 angeordnet. Diese Konfiguration unterdrückt einen Anstieg in einem Durchmesser des Wellenlagerungsabschnitts 31, wodurch eine Zunahme in einem Durchmesser des Gehäuses H unterdrückt wird, indem der Flanschabschnitt 33 zum Verbinden des Motorgehäuses 11 und des Kompressorgehäuses 21 effektiv genutzt wird.
- (3) Das Motorgehäuse 11 und das Kompressorgehäuse 21 sind mit den Bolzen 26, die durch den Flanschabschnitt 33 hindurch eingesetzt sind, befestigt, wobei der Flanschabschnitt 33 zwischen dem Motorgehäuse 11 und dem Kompressorgehäuse 21 angeordnet ist und durch diese gehalten wird. Der Flanschabschnitt 33 wird in der Dickenrichtung des Flanschabschnitts 33 gehalten. Diese Konfiguration steigert eine Lagersteifigkeit des Wellenlagerungsbauteils 31, der die rotierende Welle 17 lagert. Daher unterdrückt diese Konfiguration eine Vibration des Wellenlagerungsbauteils 31, die durch eine Vibration der rotierenden Welle 17 verursacht wird, und erzielt eine herausragende Geräuscharmut in dem Spiralkompressor 10.
- (4) Das kanalbildende Loch 35, das durch den Flanschabschnitt 33 des Wellenlagerungsbauteils 31 hindurch ausgebildet ist, hat eine Langlochform, die sich in die Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 erstreckt. Diese Konfiguration gewährleistet einfach ohne einen Anstieg in einem Durchmesser des Flanschabschnitts 33 eine Strömungskanalquerschnittsfläche in einem Teil des Ansaugkanals 25, der durch das kanalbildende Loch 35 gebildet wird.
- (5) Der erste vertiefte Abschnitt 13 ist in dem ersten Flansch 12 ausgebildet, und der zweite vertiefte Abschnitt 23 ist in dem zweiten Flansch 22 ausgebildet. Diese Konfiguration benutzt den ersten Flansch 12 und den zweiten Flansch 22 effizient, die für zum Verbinden des Motorgehäuses 11 und des Kompressorgehäuses 21 dienen, um den Ansaugkanal 25 zu bilden, und unterdrückt einen Anstieg in einem Durchmesser des Gehäuses H.
- (6) Zumindest ein Teil des ersten vertieften Abschnitt 13 liegt in der Radialrichtung der rotierenden Welle 17 der Außenumfangsoberfläche des einen Wicklungsende 54a, das näher zu dem Wellenlagerungsbauteils 31 als das andere Wicklungsende 54a angeordnet ist, gegenüber. Daher wird das Fluid, das von der Motorkammer S1 aus in den Ansaugkanal 25 eingeleitet wird, in Kontakt mit dem Wicklungsende 54a, das näher zu dem Wellenlagerungsbauteil 31 ist, gebracht. Zusätzlich wird das Fluid, das von dem Einlass Ha aus eingeleitet wird, in Kontakt mit dem anderen Wicklungsende 54a, das näher zu dem Bodenabschnitt 11b des Motorgehäuses 11 ist, gebracht. Dementsprechend ermöglicht diese Konfiguration beiden Wicklungsenden 54a durch das Fluid gekühlt zu werden.
- (7) Ein Teil der Innenoberfläche des kanalbildenden Lochs 35, das an die feststehenden Spirale 41 angrenzt, ist in der Axialrichtung der rotierenden Welle 17 durchgehend mit der Außenumfangsoberfläche des Außenwandabschnitts 41b der feststehenden Spirale 41 ausgebildet. Dies verhindert, dass der Außenwandabschnitt 41b einen Teil des kanalbildenden Lochs 35 verschließt, wodurch eine Abnahme in der Strömungskanalquerschnittsfläche des Ansaugkanals 25 unterdrückt wird.
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Es ist zu beachten, dass die obige Ausführungsform wie folgt modifiziert werden kann.
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Jedes der kanalbildenden Löcher 35 kann keine Langlochform haben, die sich in die Umfangsrichtung des Flanschabschnitts 33 erstreckt. Zum Beispiel kann das kanalbildende Loch 35 eine runde Lochform oder eine elliptische Lochform haben.
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In der obigen Ausführungsform sind die Vielzahl von kanalbildenden Löchern 35, die Vielzahl von ersten vertieften Abschnitten 13 und die Vielzahl von zweiten vertieften Abschnitten 23 ausgebildet. Dennoch sind die Anzahl der kanalbildenden Löcher 35, die Anzahl der ersten vertieften Abschnitte 13 und die Anzahl der zweiten vertieften Abschnitte 23 nicht beschränkt. Ein einzelnes kanalbildendes Loch 35, ein einzelner erster vertiefter Abschnitt 13 und ein einzelner zweiter vertiefter Abschnitt 23 können ausgebildet sein.
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Die kanalbildende Löcher 35, die ersten vertieften Abschnitte 13 und die zweiten vertieften Abschnitte 23 können in unterschiedlichen Abständen voneinander beabstandet sein.
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Die Innenoberfläche von jedem der kanalbildenden Löcher 35, die an die rotierende Welle 17 angrenzt, kann nicht durchgehend mit der Außenumfangsoberfläche des Außenwandabschnitts 41b ausgebildet sein.
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Jeder der ersten vertieften Abschnitte 13 kann in der Radialrichtung der rotierenden Welle 17 nicht dem einen Wicklungsende 54a, das näher zu dem Wellenlagerungsbauteil 31 als das andere Wicklungsende 54a ist, gegenüber liegen.
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Der erste vertiefte Abschnitt 13 kann in der Radialrichtung der rotierenden Welle 17 dem Ganzen des einen Wicklungsendes 54a, das näher zu dem Wellenlagerungsbauteil 31 als das andere Wicklungsende 54a ist, gegenüberliegen.
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Wenn der Spiralkompressor 10 ausgelegt ist, um das Fluid, das durch den Kompressionsabschnitt 15 verdichtet wird, aus einem Auslass, der in dem Motorgehäuse 11 ausgebildet ist, in die Motorkammer S1 abzulassen, dient der Fluidkanal, der durch den ersten vertieften Abschnitt 13, das kanalbildende Loch 35 und den zweiten vertieften Abschnitt 23 ausgebildet wird, als ein Auslasskanal.
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Der erste vertiefte Abschnitt 13 kann ein Durchgangsloch sein, das durch den ersten Flansch 12 hindurch ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass die erste Stirnfläche 12b und die Motorkammer S1 miteinander verbunden sind.
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Der zweite vertiefte Abschnitt 23 kann ein Durchgangsloch sein, das durch den zweiten Flansch 22 hindurch ausgebildet ist, um zu ermöglichen, dass die zweite Stirnfläche 22b und die Kompressionskammer S2 miteinander verbunden sind.
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Der Kompressionsabschnitt 15 ist nicht auf einen Spiralkompressor, der die feststehende Spirale 41 und die bewegliche Spirale 42 enthält, beschränkt. Der Kompressionsabschnitt 15 kann zum Beispiel ein Kolbenkompressor oder ein Flügelkompressor sein.
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In der Ausführungsform enthält jeder der Ansaugkanäle 25 den ersten vertieften Abschnitt 13, das kanalbildende Loch 35 und den zweiten vertieften Abschnitt 23; dennoch kann der Ansaugkanal 25 (Fluidkanal) ein Loch enthalten, das in einem anderen Bauteil ausgebildet ist.
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Das erste Befestigungsloch und das zweite Befestigungsloch können ohne ein weibliches Gewinde ausgebildet sein, und eine Durchsteckschraube kann als das Befestigungsbauteil dienen. In diesem Fall können das Motorgehäuse 11, das Wellenlagerungsbauteil 31 und das Kompressorgehäuse 21 durch eine Mutter und die Durchsteckschraube, die durch das erste Befestigungsloch, das Durchgangsloch 33a und das zweite Befestigungsloch hindurch eingesetzt ist, befestigt werden, um das Gehäuse H zu bilden.
