DE102020102579A1

DE102020102579A1 - Verdichter

Info

Publication number: DE102020102579A1
Application number: DE102020102579.3A
Authority: DE
Inventors: Shinya Yamamoto; Kazunari Honda; Kengo SAKAKIBARA; Hiroyuki Kobayashi; Ken Namiki
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2020-02-03
Publication date: 2020-08-06
Also published as: JP7047792B2; CN111536037A; JP2020125741A; KR20200096867A; US20200248690A1

Abstract

Ein Verdichter (10) umfasst eine Drehwelle (12), einen Drehkörper (60), der sich zusammen mit der Drehwelle (12) dreht, und einen Feststehkörper, der sich nicht zusammen mit der Drehwelle (12) dreht. Der Drehkörper hat eine Drehkörperfläche (71, 72) und der Feststehkörper hat eine Fläche (100, 120) des Feststehkörpers, die der Drehkörperfläche (71, 72) in der Axialrichtung zugewandt ist. Der Verdichter (10) umfasst einen Flügel (131), der in eine Flügelnut (130) eingesetzt ist, die in dem Drehkörper vorgesehen ist, und eine Verdichtungskammer (A4, A5), die durch die Drehkörperfläche (71, 72) und die Fläche (100, 120) des Feststehkörpers definiert ist. Der Flügel (131) umfasst einen Flügelkörper (170), der in die Flügelnut (130) eingesetzt ist, und eine Spitzendichtung (180, 190), die in der Axialrichtung relativ zu dem Flügelkörper (170) verschiebbar ist.

Description

HINTERGRUND
Gebiet
Die Offenbarung bezieht sich auf einen Verdichter.
Beschreibung verwandter Technik
Die Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 2015-14250 beschreibt einen axialen Flügelverdichter, der eine Drehwelle, einen säulenförmigen Rotor, der Schlitznuten hat, Flügel, die in die Schlitznuten gepasst sind, damit es ihnen ermöglicht ist, zu schwingen, und Seitenplatten hat, die Nockenflächen haben. Jede Nockenfläche dient als eine Feststehkörperfläche, die in der Seitenplatte vorgesehen ist, die als ein Feststehkörper dient. Eine Drehung der Drehwelle und des Rotors dieses axialen Flügelverdichters veranlasst die Flügel, sich zu drehen, während sie sich in der Axialrichtung der Drehwelle verschieben. Dies resultiert in Ansaugen und Verdichten des Fluids in den Verdichtungskammern, die durch die axialen Endflächen des Rotors und die Nockenflächen definiert sind.
Wenn die Flügel von den Feststehkörperflächen beabstandet sind, kann das Fluid durch den Spalt zwischen den Flügeln und den Feststehkörperflächen austreten. Dies erhöht die Verluste des Verdichters und senkt somit die Effizienz.
ZUSAMMENFASSUNG
Es ist eine Aufgabe der Offenbarung, einen Verdichter vorzusehen, der die Wahrscheinlichkeit eines zwischen den Flügeln und den Feststehkörperflächen erzeugten Spalts reduziert.
Diese Zusammenfassung ist vorgesehen, um eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form einzuführen, die ferner nachstehend in der ausführlichen Beschreibung beschrieben sind. Diese Zusammenfassung ist nicht dazu gedacht, Schlüsselmerkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstands zu ermitteln, noch ist sie dazu gedacht, als eine Hilfe zum Bestimmen des Umfangs des beanspruchten Gegenstands verwendet zu werden.
In einem allgemeinen Aspekt ist ein Verdichter vorgesehen, der eine Drehwelle, einen Drehkörper, einen Feststehkörper, einen Flügel und eine Verdichtungskammer umfasst. Der Drehkörper ist dazu gestaltet, sich zusammen mit der Drehwelle zu drehen, und umfasst eine Drehkörperfläche, die eine Axialrichtung der Drehwelle schneidet, und eine Flügelnut. Der Feststehkörper ist dazu gestaltet, sich nicht zusammen mit der Drehwelle zu drehen, und umfasst eine Fläche des Feststehkörpers, die der Drehkörperfläche in der Axialrichtung zugewandt ist. Der Flügel ist in die Flügelnut eingesetzt und dazu gestaltet, sich zusammen mit dem Drehkörper zu drehen, während er sich in der Axialrichtung verschiebt. Die Verdichtungskammer ist durch die Drehkörperfläche und die Fläche des Feststehkörpers definiert und in dieser wird ein Ansaugen und Verdichten von Fluid durchgeführt, wenn der Flügel sich dreht, während er sich in der Axialrichtung verschiebt. Der Flügel umfasst einen Flügelkörper, der in die Flügelnut eingesetzt ist, und ein Dichtbauteil, das an einer Endfläche in der Axialrichtung des Flügelkörpers angebracht ist, um in der Axialrichtung relativ zu dem Flügelkörper verschiebbar zu sein. Ein Gegendruckraum liegt zwischen dem Dichtbauteil und dem Flügelkörper. Das Dichtbauteil ist dazu gestaltet, durch den Gegendruckraum in Richtung der Fläche des Feststehkörpers gedrückt zu werden, um mit der Fläche des Feststehkörpers in Kontakt zu sein.
Weitere Merkmale und Aspekte werden aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen ersichtlich.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Schaubild eines Verdichters gemäß einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Hauptkomponenten des Verdichters von 1.
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht der Hauptkomponenten in der entgegengesetzten Richtung von 2 gesehen.
4 ist eine Querschnittansicht der Hauptkomponenten des Verdichters von 1.
5 ist eine Seitenansicht der Hauptkomponenten des Verdichters von 1.
6 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie 6-6 in 4.
7 ist eine Querschnittansicht entlang einer Linie 7-7 in 4.
8 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines vorderen Zylinders, eines vorderen Ventils und eines vorderen Halters des Verdichters von 1.
9 ist eine vergrößerte Querschnittansicht der Gestaltung um einen Flügel bei dem Verdichter von 1.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Drehkörpers und von Flügeln des Verdichters von 1.
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Flügels von 10.
12 ist eine Querschnittansicht, die schematisch zeigt, wie ein Flügel in Kontakt mit zwei Flächen der Feststehkörper bei dem Verdichter von 1 ist.
13 ist eine Querschnittansicht, entlang einer Linie 13-13 in 9.
14 ist eine Abwicklung, die schematisch den Drehkörper, die beiden Feststehkörper und die Flügel des Verdichters von 1 zeigen.
15 ist eine Abwicklung, die schematisch den Drehkörper, die beiden Feststehkörper und die Flügel zu einer von der bei 14 verschiedenen Phase zeigt.
16 ist eine Querschnittansicht, die schematisch zeigt, wie ein Flügel gemäß einer zweiten Ausführungsform in Kontakt mit zwei Flächen der Feststehkörper ist.
17 ist eine Querschnittansicht, die schematisch zeigt, wie ein Flügel gemäß einer dritten Ausführungsform in Kontakt mit zwei Flächen der Feststehkörper ist.
18 ist eine Querschnittansicht, die schematisch zeigt, wie ein Flügel gemäß einer vierten Ausführungsform in Kontakt mit zwei Flächen der Feststehkörper ist.
19 ist eine Querschnittansicht, die schematisch Spitzendichtungen einer Abwandlung zeigt.
20 ist eine Querschnittansicht, die schematisch einen Verdichter einer weiteren Abwandlung zeigt.

Überall in den Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung beziehen sich dieselben Bezugszeichen auf dieselben Elemente. Die Zeichnungen können nicht maßstabsgetreu sein und die relative Größe, Proportionen und Darstellung von Elementen in den Zeichnungen können zur Klarheit, Veranschaulichung und Zweckmäßigkeit übertrieben sein.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Beschreibung bietet ein umfassendes Verständnis der beschriebenen Verfahren, Geräte und/oder Systeme. Abwandlungen und Äquivalente der beschriebenen Verfahren, Geräte und/oder Systeme sind einem Fachmann ersichtlich. Abfolgen von Vorgängen sind beispielhaft und können mit der Ausnahme von Vorgängen, die notwendigerweise in einer bestimmten Reihenfolge auftreten wie einem Fachmann erkennbar geändert werden. Beschreibungen von Funktionen und Aufbauten, die einem Fachmann wohl bekannt sind, können weggelassen werden.
Beispielhafte Ausführungsformen können verschiedene Formen haben und sind nicht auf die beschriebenen Beispiele beschränkt. Jedoch sind die beschriebenen Beispiele umfassend und vollständig und vermitteln einem Fachmann den gesamten Umfang der Offenbarung.
Erste Ausführungsform
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird nun eine erste Ausführungsform eines Verdichters beschrieben. Der Verdichter der vorliegenden Ausführungsform kann für ein Fahrzeug verwendet werden. Insbesondere kann der Verdichter an einem Fahrzeug montiert sein. Der Verdichter kann für eine Fahrzeugklimaanlage verwendet werden und das durch den Verdichter verdichtete Fluid kann ein Kältemittel sein, das Öl enthält. Für eine zweckmäßige Veranschaulichung zeigt 1 eine Drehwelle 12, einen Drehkörper 60 und zwei Feststehkörper 90 und 110 in Seitenansichten. Zusätzlich zeigen 6 und 7 schematisch Flügel 131 in Seitenansichten.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 ein Gehäuse 11, eine Drehwelle 12, einen Elektromotor 13, einen Inverter 14, einen vorderen Zylinder 30, der als ein Zylinderabschnitt dient, eine hintere Platte 40, einen Drehkörper 60, einen vorderen Feststehkörper 90 und einen hinteren Feststehkörper 110.
Das Gehäuse 11 kann als Ganzes zylindrisch sein und umfasst einen Sauganschluss 11a, durch den Fluid von außen angesaugt wird, und einen Abgabeanschluss 11b, durch den das verdichtete Fluid abgegeben wird. Das Gehäuse 11 bringt die Drehwelle 12, den Elektromotor 13, den Inverter 14, den vorderen Zylinder 30, die hintere Platte 40, den Drehkörper 60 und die beiden Feststehkörper 90 und 110 unter.
Das Gehäuse 11 umfasst ein vorderes Gehäusebauteil 21, ein hinteres Gehäusebauteil 22 und eine Inverterabdeckung 25.
Das vordere Gehäusebauteil 21 hat eine Umfangswand, eine Endwand, die an einem Ende in der Axialrichtung der Umfangswand liegt, und ein offenes Ende, das sich in Richtung des hinteren Gehäusebauteils 22 öffnet. Der Sauganschluss 11a kann in der Umfangswand des vorderen Gehäusebauteils 21 an einer Position vorgesehen sein, die näher an der Endwand als an dem offenen Ende ist. Jedoch kann der Sauganschluss 11a an irgendeiner Position vorgesehen sein.
Das zylindrische hintere Gehäusebauteil 22 umfasst eine hintere Gehäuseendwand 23 und eine hintere Gehäuseumfangswand 24, die sich von der hinteren Gehäuseendwand 23 in Richtung des vorderen Gehäusebauteils 21 erstreckt. Das vordere Gehäusebauteil 21 und das hintere Gehäusebauteil 22 sind als eine Einheit kombiniert, wobei ihre offenen Enden einander zugewandt sind. Der Abgabeanschluss 11b ist in der hinteren Gehäuseumfangswand 24 vorgesehen. Jedoch kann der Abgabeanschluss 11b an irgendeiner Position vorgesehen sein.
Die Inverterabdeckung 25 und das hintere Gehäusebauteil 22 liegen an den entgegengesetzten Seiten des vorderen Gehäusebauteils 21. Die Inverterabdeckung 25 ist an die Endwand des vorderen Gehäusebauteils 21 angelegt und daran fixiert. Die Inverterabdeckung 25 bringt den Inverter 14 unter, der den Elektromotor 13 betätigt.
Wie in 1 gezeigt, wirkt der vordere Zylinder 30 mit der hinteren Platte 40 zusammen und bringt die beiden Feststehkörper 90 und 110 und den Drehkörper 60 unter. Der vordere Zylinder 30 ist zylindrisch und kleiner im Durchmesser als die Umfangswand 24 des hinteren Gehäusebauteils 22. Der vordere Zylinder 30 öffnet sich in Richtung der hinteren Gehäuseendwand 23.
Der vordere Zylinder 30 umfasst eine Endwand 31 des vorderen Zylinders und eine Umfangswand 32 des vorderen Zylinders, die sich von der Endwand 31 des vorderen Zylinders in Richtung der hinteren Gehäuseendwand 23 erstreckt.
Wie in 1 und 2 gezeigt, hat die Endwand 31 des vorderen Zylinders Stufen, die in der Axialrichtung Z der Drehwelle 12 angeordnet sind, und umfasst eine erste Endwand 31a, die näher an der Mitte ist, und eine zweite Endwand 31b, die auf der äußeren Seite der ersten Endwand 31a in der Radialrichtung R der Drehwelle 12 liegt. Die zweite Endwand 31b ist von der ersten Endwand 31a in Richtung der hinteren Gehäuseendwand 23 versetzt. Die erste Endwand 31a hat ein vorderes Einsetzloch 31c, das die Drehwelle 12 aufnimmt.
Wie in 1 gezeigt, ist die Umfangswand 32 des vorderen Zylinders in dem hinteren Gehäusebauteil 22 positioniert. Die Umfangswand 32 des vorderen Zylinders hat eine Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders und eine Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders, die an der entgegengesetzten Seite von der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders ist.
Die Innen- und Außenumfangsflächen 33 und 34 des vorderen Zylinders können zylindrische Flächen sein, die eine Achse haben, die sich in der Axialrichtung Z der Drehwelle 12 erstreckt. Die Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders ist in Kontakt mit der Innenumfangsfläche der hinteren Gehäuseumfangswand 24 in der Radialrichtung R.
Die Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders umfasst eine Abgabevertiefung 35, die eine Abgabekammer A1 definiert. Die Abgabevertiefung 35 ist zwischen den beiden axialen Enden der Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders vorgesehen und ist radial einwärts vertieft. Die Abgabevertiefung 35 und die hintere Gehäuseumfangsfläche 24 definieren die Abgabekammer A1, die das verdichtete Fluid enthält. Die Abgabekammer A1 ist zylindrisch und hat eine Achse, die sich in der Axialrichtung Z der Drehwelle 12 erstreckt. Die Abgabekammer A1 ist mit dem Abgabeanschluss 11b zusammenhängend. Das verdichtete Fluid in der Abgabekammer A1 wird durch den Abgabeanschluss 11b abgegeben.
Der vordere Zylinder 30 hat einen Wulstbereich 36, der in der Radialrichtung auswärts vorsteht. Der Wulstbereich 36 verbindet die Endwand 31 des vorderen Zylinders mit der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders. Der Wulstbereich 36 steht radial auswärts von der Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders vor. Das vordere Gehäusebauteil 21 und das hintere Gehäusebauteil 22 sind mit dem Wulstbereich dazwischen aneinandergekoppelt. Die Gehäusebauteile 21 und 22 beschränken einen Versatz des vorderen Zylinders 30 in der Axialrichtung Z.
Wie in 1 gezeigt, definieren das vordere Gehäusebauteil 21 und die Endwand 31 des vorderen Zylinders eine Motorkammer A2 in dem Gehäuse 11. Die Motorkammer A2 bringt den Elektromotor 13 unter. Wenn die elektrische Leistung von dem Inverter 14 geliefert wird, dreht der Elektromotor 13 die Drehwelle 12 in der durch Pfeil M angezeigten Richtung, insbesondere in der Uhrzeigerrichtung in der Richtung von dem Elektromotor 13 zu den beiden Feststehkörpern 90 und 110 gesehen.
Da der Sauganschluss 11a in dem vorderen Gehäusebauteil 21 vorgesehen ist, das die Motorkammer A2 definiert, wird das durch den Sauganschluss 11a eindringende Fluid in die Motorkammer A2 in dem Gehäuse 11 angesaugt. Das heißt, die Motorkammer A2 enthält das durch den Sauganschluss 11a angesaugte Fluid. Die Motorkammer A2 ist eine Saugkammer, in die das Fluid angesaugt wird.
Bei dem Verdichter 10 dieser Ausführungsform sind der Inverter 14, der Elektromotor 13, der vordere Feststehkörper 90, der Drehkörper 60 und der hintere Feststehkörper 110 in dieser Reihenfolge in der Axialrichtung Z angeordnet. Jedoch können die Positionen dieser Komponenten geändert werden und der Inverter 14 kann zum Beispiel radial auswärts von dem Elektromotor 13 liegen.
Die hintere Platte 40 ist eben (hat die Form einer kreisförmigen Platte bei der vorliegenden Ausführungsform) und ist in dem hinteren Gehäusebauteil 22 untergebracht, sodass ihre Dickenrichtung mit der Axialrichtung Z übereinstimmt. Der Außendurchmesser der hinteren Platte 40 kann derselbe wie der Durchmesser der Außenumfangsfläche 34 (oder der Innenumfangsfläche der hinteren Gehäuseumfangswand 24) sein. Die hintere Platte 40 ist in das hintere Gehäusebauteil 22 eingepasst und durch dieses gestützt.
Die hintere Platte 40 ist von der Endwand 31 des vorderen Zylinders getrennt. Der vordere Zylinder 30 und die hintere Platte 40 sind zusammengebaut, sodass das distale Ende (offene Ende) der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders an der hinteren Platte 40 anliegt. Die hintere Platte 40 schließt die Öffnung des vorderen Zylinders 30.
Insbesondere hat die hintere Platte 40 eine Plattenvertiefung 42 an der Position, die dem distalen Ende der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders in der Axialrichtung Z zugewandt ist. Die Plattenvertiefung 42 erstreckt sich über den gesamten Umfang. Der vordere Zylinder 30 ist an die hintere Platte 40 gekoppelt, wobei das distale Ende der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders in die Plattenvertiefung 42 gepasst ist.
Das Gehäuse 11 stützt die hintere Platte 40. Insbesondere ist die hintere Platte 40 zwischen dem vorderen Zylinder 30, der durch das Gehäuse 11 gestützt ist, und der hinteren Gehäuseendwand 23 gehalten, die ein Teil des Gehäuses 11 ist. Dies kann geändert werden, solange das Gehäuse 11 die hintere Platte 40 stützt.
Die hintere Platte 40 hat eine erste Plattenfläche 43 und eine zweite Plattenfläche 44, die sich senkrecht zu der Axialrichtung Z erstrecken. Die erste Plattenfläche 43 ist von der hinteren Gehäuseendwand 23 abgewandt. Die zweite Plattenfläche 44 ist der hinteren Gehäuseendwand 23 in der Axialrichtung Z zugewandt. Da die vorliegende Ausführungsform die Plattenvertiefung 42 hat, ist die erste Plattenfläche 43 kleiner als die zweite Plattenfläche 44.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der Ausdruck „zugewandt sein“ auf einen Zustand, bei dem zwei Bauteile einander mit einem zwischen diesen erzeugten Spalt zugewandt sind, und auch auf einen Zustand, bei dem die beiden Bauteile in Kontakt miteinander sind. Zum Beispiel können die zweite Plattenfläche 44 und die hintere Gehäuseendwand 23 voneinander beabstandet sein oder in Kontakt miteinander sein. Der Ausdruck „zugewandt sein“ bezieht sich auch auf einen Zustand, bei dem zwei Flächen einander zugewandt sind, wobei Teile der Flächen in Kontakt miteinander sind und andere Teile voneinander beabstandet sind.
Wie in 1 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 Wellenlager 51 und 53, die die Drehwelle 12 auf eine drehbare Weise stützen.
Das vordere Wellenlager 51 ist an einer Nabe 52 angebracht, die an der Endwand des vorderen Gehäusebauteils 21 vorgesehen ist. Die Nabe 52 ist ringförmig und steht von der Endwand des vorderen Gehäusebauteils 21 vor. Das vordere Wellenlager 51 liegt radial einwärts von der Nabe 52 und stützt ein vorderes Wellenende 12a auf eine drehbare Weise. Das vordere Wellenende 12a ist eines der beiden axialen Wellenenden 12a und 12b der Drehwelle 12.
Der Mittenbereich der hinteren Platte 40 hat ein hinteres Einsetzloch 41, das die Drehwelle 12 aufnimmt. Der Durchmesser des hinteren Einsetzlochs 41 ist größer als oder gleich wie der Durchmesser des hinteren Wellenendes 12b. Das hintere Wellenende 12b ist in das hintere Einsetzloch 41 eingesetzt.
Die innere Wandfläche, die das hintere Einsetzloch 41 definiert, umfasst ein hinteres Wellenlager 53, das das hintere Wellenende 12b auf eine drehbare Weise stützt. Das hintere Wellenlager 53 kann ein Beschichtungslager sein, das durch eine Beschichtungsschicht an der inneren Wandfläche gebildet ist, die das hintere Einsetzloch 41 definiert.
Die Beschichtungsschicht kann geändert werden und ein duroplastisches Harz oder ein Schmiermittel umfassen. Ferner muss das hintere Wellenlager 53 nicht das Beschichtungslager sein, das durch die Beschichtungsschicht gebildet ist, und kann ein anderes Gleitlager oder Wälzlager sein. 1 zeigt das hintere Wellenlager 53 dicker als die tatsächliche Größe.
Bei der vorliegenden Ausführungsform stützen die beiden Wellenlager 51 und 53 die Wellenenden 12a und 12b auf eine drehbare Weise. Das vordere Wellenlager 51 ist an der Nabe 52 des vorderen Gehäusebauteils 21 angebracht und das hintere Gehäusebauteil 22 stützt die hintere Platte 40, die das hintere Wellenlager 53 umfasst. Somit kann die Drehwelle 12 als durch das Gehäuse 11 mit den Wellenlagern 51 und 53 gestützt betrachtet werden, um relativ zu dem Gehäuse 11 drehbar zu sein. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Drehwelle 12 säulenförmig.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die hintere Gehäuseendwand 23 eine Gehäusevertiefung 54 an der Position, die der Drehwelle 12 in der Axialrichtung Z zugewandt ist. Die Gehäusevertiefung 54 ist zum Beispiel kreisförmig und etwas größer als das hintere Wellenende 12b. Ein Teil des hinteren Wellenendes 12b liegt in der Gehäusevertiefung 54.
Der Verdichter 10 umfasst eine Ringplatte 55, die in die Gehäusevertiefung 54 gesetzt ist, und die Ringplatte 55 beschränkt einen Versatz der Drehwelle 12 in der Axialrichtung Z. Die Ringplatte 55 kann ein flacher Ring sein, der in die Gehäusevertiefung 54 gepasst ist. Der Außendurchmesser der Ringplatte 55 kann gleich dem Innendurchmesser der Gehäusevertiefung 54 sein. Die Ringplatte 55 ist zwischen dem hinteren Wellenende 12b und der Bodenfläche der Gehäusevertiefung 54 angeordnet. Der Bereich der Drehwelle 12 außer dem vorderen Wellenende 12a liegt zwischen dem vorderen Wellenlager 51 und der Ringplatte 55 in der Axialrichtung Z. Dies beschränkt eine Verschiebung der Drehwelle 12 in der Axialrichtung Z. Jedoch kann, um Abmessungsfehler auszugleichen, ein kleiner Spielraum zwischen der Ringplatte 55 und dem hinteren Wellenende 12b vorgesehen sein.
Wie in 1 gezeigt, definieren der vordere Zylinder 30 und die hintere Platte 40 eine Unterbringungskammer A3 in dem Gehäuse 11, die den Drehkörper 60 und die beiden Feststehkörper 90 und 110 unterbringt.
Die Motorkammer A2 und die Unterbringungskammer A3 sind in der Axialrichtung Z in dem Gehäuse 11 angeordnet. Die Endwand 31 des vorderen Zylinders trennt die Motorkammer A2 von der Unterbringungskammer A3, sodass das Fluid in der Motorkammer A2 nicht in die Unterbringungskammer A3 strömt. Die Endwand 31 des vorderen Zylinders dient als eine Trennwand, die die Motorkammer A2 von der Unterbringungskammer A3 trennt und ein Wandern des Fluids von der Motorkammer A2 zu der Unterbringungskammer A3 beschränkt. Die Drehwelle 12, die sich durch die Endwand 31 des vorderen Zylinders erstreckt, die als die Trennwand dient, liegt in sowohl der Motorkammer A2 als auch der Unterbringungskammer A3. Die hintere Platte 40 dient als ein Definierabschnitt, der verwendet wird, um die Unterbringungskammer A3 zu definieren.
Unter Bezugnahme auf 2 bis 5 werden nun die Einzelheiten des Drehkörpers 60 beschrieben. Für eine zweckmäßige Veranschaulichung zeigt 5 den Drehkörper 60 in einer von der bei 4 verschiedenen Drehposition, das heißt, bei einer verschiedenen Phase.
Sowie sich die Drehwelle 12 dreht, dreht sich der Drehkörper 60 in einer Drehrichtung M. Die Drehachse des in das Gehäuse 11 gesetzten Drehkörpers 60 stimmt mit der Mittelachse der Drehwelle 12 überein. Das heißt, der Drehkörper 60 ist mit der Drehwelle 12 koaxial. Demgemäß führt der Verdichter 10 eine konzentrische Bewegung anstatt einer exzentrischen Bewegung durch.
Der Drehkörper 60 umfasst ein Drehkörperrohr 61, das die Drehwelle 12 aufnimmt, und einen Drehkörperring 70, der sich radial auswärts von dem Drehkörperrohr 61 erstreckt.
Das Drehkörperrohr 61 ist an die Drehwelle 12 gekoppelt, um sich zusammen mit der Drehwelle 12 zu drehen. Eine Drehung der Drehwelle 12 dreht somit den Drehkörper 60. Das Drehkörperrohr 61 kann auf irgendeine Weise an die Drehwelle 12 gekoppelt sein. Zum Beispiel kann das Drehkörperrohr 61 an der Drehwelle 12 durch Presspassung fixiert sein oder ein Fixierstift kann sich durch die Drehwelle 12 und das Drehkörperrohr 61 erstrecken, um das Drehkörperrohr 61 an der Drehwelle 12 zu fixieren. Das Drehkörperrohr 61 kann an die Drehwelle 12 durch ein Koppelbauteil, wie beispielsweise eine Passfeder, gekoppelt sein. Ferner kann das Drehkörperrohr 61 mit der Drehwelle 12 durch den Eingriff zwischen einer in einem/r von diesen vorgesehenen Vertiefung und einem in dem/r anderen vorgesehenen Vorsprung verbunden sein.
Das Drehkörperohr 61 ist ein zylindrisches Bauteil, das eine Achse hat, die sich zum Beispiel in der Axialrichtung Z erstreckt. Das Drehkörperrohr 61 kann einen Innendurchmesser haben, der größer als oder gleich wie der Durchmesser der Drehwelle 12 ist. Die Innenumfangsfläche des Drehkörperrohrs 61 ist der Außenumfangsfläche der Drehwelle 12 in der Radialrichtung R zugewandt.
Das Drehkörperrohr 61 hat eine Rohraußenumfangsfläche 62, die eine Achse hat, die sich in der Axialrichtung Z erstreckt. Die Rohraußenumfangsfläche 62 krümmt sich radial auswärts und ist eine rohrförmige Fläche in dieser Ausführungsform.
Wie in 2 bis 4 gezeigt, kann der Drehkörperring 70 an einer beliebigen Position (in dem Mittenbereich bei der vorliegenden Ausführungsform) zwischen entgegengesetzten Drehkörperenden 61a und 61b liegen, die axiale Enden des Drehkörperrohrs 61 sind.
Der Drehkörperring 70 ist eine kranzförmige Platte, die eine Plattendicke in der Axialrichtung Z hat. Der Drehkörperring 70 umfasst zwei axiale Endflächen, eine vordere Drehkörperfläche 71 und eine hintere Drehkörperfläche 72. Diese Drehkörperflächen 71 und 72 sind ringförmig. Die beiden Drehkörperflächen 71 und 72 schneiden die Axialrichtung Z. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Drehkörperflächen 71 und 72 flache Flächen, die sich senkrecht zu der Axialrichtung Z erstrecken. Somit erstrecken sich die inneren und äußeren Kanten der Drehkörperflächen 71 und 72 in der Radialrichtung R gesehen geradlinig und der gesamte Umfang jeder Kante liegt an derselben Position in der Axialrichtung Z.
Der Drehkörperring 70 hat eine Ringaußenumfangsfläche 73, die die Radialrichtung R schneidet. Die Ringaußenumfangsfläche 73 ist der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders in der Radialrichtung R zugewandt. Die Ringaußenumfangsfläche 73 und die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders können in Kontakt miteinander sein oder können voneinander durch einen kleinen Spalt beabstandet sein.
Wie in 4 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 Axiallager 81 und 82, die den Drehkörper 60 in der Axialrichtung Z stützen. Die Axiallager 81 und 82 liegen an den entgegengesetzten axialen Enden des Drehkörperrohrs 61 und nehmen das Drehkörperrohr 61 in der Axialrichtung Z zwischen sich.
Insbesondere liegt das vordere Axiallager 81 in einem Raum, der durch die Stufen in der Endwand 31 des vorderen Zylinders erzeugt ist. Das vordere Axiallager 81, das durch die Endwand 31 des vorderen Zylinders gestützt ist, stützt das Drehkörperrohr 61 (insbesondere das vordere Drehkörperende 61a) in der Axialrichtung Z.
Das hintere Axiallager 82 liegt in einer Axiallagerunterbringungsvertiefung 83, die in der hinteren Platte 40 vorgesehen ist. Die Axiallagerunterbringungsvertiefung 83 ist in einem Bereich der das hintere Einsetzloch 41 definierenden inneren Wandfläche vorgesehen, der zu der ersten Plattenfläche 43 benachbart ist. Das hintere Axiallager 82, das durch die hintere Platte 40 gestützt ist, stützt das Drehkörperrohr 61 (insbesondere das hintere Drehkörperende 61b) in der Axialrichtung Z.
Die beiden Axiallager 81 und 82 sind als kreisförmige Platten geformt und nehmen die Drehwelle 12 auf. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Innenumfangsflächen der Axiallager 81 und 82 in Kontakt mit der Außenumfangsfläche der Drehwelle 12. Die Axiallager 81 und 82 sind in Kontakt mit der Drehwelle 12 in der Radialrichtung R und stützen somit die Drehwelle 12. Jedoch können die Axiallager 81 und 82 von der Drehwelle 12 in der Radialrichtung R beabstandet sein.
Die Feststehkörper 90 und 110 sind an den entgegengesetzten Seiten des Drehkörperrings 70 in der Axialrichtung angeordnet. Das heißt, die Feststehkörper 90 und 110 sind voneinander in der Axialrichtung Z beabstandet, wobei der Drehkörperring 70 zwischen ihnen liegt. Anders gesagt ist der Drehkörperring 70 zwischen den beiden Feststehkörpern 90 und 110 positioniert.
Die Feststehkörper 90 und 110 sind an dem vorderen Zylinder 30 (d. h. dem Gehäuse 11) fixiert, um sich nicht zusammen mit der Drehwelle 12 zu drehen. Zum Beispiel sind die Feststehkörper 90 und 110 an der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders unter Verwendung von Befestigern (nicht gezeigt) befestigt, die sich durch die Umfangswand 32 des vorderen Zylinders erstrecken. Die Feststehkörper 90 und 110 sind somit an dem vorderen Zylinder 30 fixiert.
Jedoch können die beiden Feststehkörper 90 und 110 an dem vorderen Zylinder 30 durch irgendein Verfahren, wie beispielsweise Presspassung und Fügen, fixiert sein. Mindestens ein Befestigungsbereich kann vorgesehen sein, um den vorderen Feststehkörper 90 an der Endwand 31 des vorderen Zylinders zu befestigen, und mindestens ein Befestigungsbereich kann vorgesehen sein, um den hinteren Feststehkörper 110 an der hinteren Platte 40 zu befestigen.
Der Aufbau der beiden Feststehkörper 90 und 110 wird nun ausführlich beschrieben. Bei dieser Ausführungsform haben die Feststehkörper 90 und 110 dieselbe Form.
Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist der vordere Feststehkörper 90, der einer der Feststehkörper 90 und 110 ist, der näher an der Endwand 31 des vorderen Zylinders, anders gesagt näher an der Motorkammer A2, liegt, ringförmig (kranzförmig bei dieser Ausführungsform) und hat ein Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers, das die Drehwelle 12 aufnimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers ein Durchgangsloch, das sich durch den vorderen Feststehkörper 90 in der Axialrichtung Z erstreckt. Der vordere Feststehkörper 90 liegt in dem vorderen Zylinder 30, wobei die Drehwelle 12 in das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers eingesetzt ist.
Der vordere Feststehkörper 90 hat eine Außenumfangsfläche 92 des vorderen Feststehkörpers, die der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders in der Radialrichtung R zugewandt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Außenumfangsfläche 92 des vorderen Feststehkörpers in Kontakt mit der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders. Jedoch ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt und die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders kann von der Außenumfangsfläche 92 des vorderen Feststehkörpers beabstandet sein.
Der vordere Feststehkörper 90 umfasst eine vordere Rückfläche 93, die der Endwand 31 des vorderen Zylinders in der Axialrichtung Z zugewandt ist. Die vordere Rückfläche 93 und die innere Bodenfläche 31d der Endwand 31 des vorderen Zylinders können voneinander beabstandet sein oder in Kontakt miteinander sein.
Wie in 1 bis 4 gezeigt, ist auf gleiche Weise wie der vordere Feststehkörper 90 der hintere Feststehkörper 110, der einer der Feststehkörper 90 und 110 ist, der näher an der hinteren Platte 40, die als der Definierabschnitt dient, anders gesagt weiter entfernt von der Motorkammer A2, liegt, ringförmig (kranzförmig bei diese Ausführungsform) und hat ein Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers, das die Drehwelle 12 aufnimmt. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers ein Durchgangsloch, das sich durch den hinteren Feststehkörper 110 in der Axialrichtung Z erstreckt. Der hintere Feststehkörper 110 liegt in dem vorderen Zylinder 30, wobei die Drehwelle 12 in das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers eingesetzt ist. Das heißt, bei dieser Ausführungsform erstreckt sich die Drehwelle 12 durch die beiden Feststehkörper 90 und 110 in der Axialrichtung Z.
Der hintere Feststehkörper 110 hat eine Außenumfangsfläche 112 des hinteren Feststehkörpers, die der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders in der Radialrichtung R zugewandt ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Außenumfangsfläche 112 des hinteren Feststehkörpers in Kontakt mit der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders. Jedoch ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt und die Außenumfangsfläche 112 des hinteren Feststehkörpers kann von der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders beabstandet sein.
Der hintere Feststehkörper 110 umfasst eine hintere Rückfläche 113, die der ersten Plattenfläche 43 der hinteren Platte 40 in der Axialrichtung Z zugewandt ist. Die hintere Rückfläche 113 und die erste Plattenfläche 43 können voneinander beabstandet sein oder in Kontakt miteinander sein.
Wie in 4 gezeigt, ist das Drehkörperrohr 61 in die Einsetzlöcher 91 und 111 der Feststehkörper eingesetzt, sodass die Feststehkörper 90 und 110 den Drehkörper 60 stützen.
Insbesondere ist das vordere Drehkörperende 61a des Drehkörperrohrs 61 in das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers eingesetzt und erstreckt sich durch den vorderen Feststehkörper 90.
Das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers ist dem Drehkörperrohr 61 (insbesondere der Rohraußenumfangsfläche 62) entsprechend geformt und dimensioniert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers dem kreisförmigen Drehkörperrohr 61 entsprechend in der Axialrichtung Z gesehen kreisförmig. Das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers ist im Durchmesser gleich wie oder etwas größer als die Rohraußenumfangsfläche 62. Das vordere Drehkörperende 61a ist durch ein vorderes Drehkörperlager 94 gestützt, das in der inneren Wandfläche vorgesehen ist, die das Einsetzloch 91 des vorderen Feststehkörpers definiert, um relativ zu dem vorderen Feststehkörper 90 drehbar zu sein.
Gleichermaßen ist das hintere Drehkörperende 61b in das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers eingesetzt und erstreckt sich durch den hinteren Feststehkörper 110.
Das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers ist dem Drehkörperrohr 61 (insbesondere der Rohraußenumfangsfläche 62) entsprechend geformt und dimensioniert. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers dem kreisförmigen Drehkörperrohr 61 entsprechend in der Axialrichtung Z gesehen kreisförmig. Das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers ist im Durchmesser gleich wie oder etwas größer als die Rohraußenumfangsfläche 62. Das hintere Drehkörperende 61b ist durch ein hinteres Drehkörperlager 114 gestützt, das in der inneren Wandfläche vorgesehen ist, die das Einsetzloch 111 des hinteren Feststehkörpers definiert, um relativ zu dem hinteren Feststehkörper 110 drehbar zu sein.
Die beiden Feststehkörper 90 und 110 stützen die Drehkörperenden 61a und 61b durch die beiden Drehkörperlager 94 und 114. Die Feststehkörper 90 und 110 stützen somit den Drehkörper 60 und beschränken einen Versatz des Drehkörpers 60 relativ zu den beiden Feststehkörpern 90 und 110.
Ferner sind die beiden Drehkörperenden 61a und 61b die axialen Enden des Drehkörpers 60, sodass die Drehkörperlager 94 und 114 die axialen Enden des Drehkörpers 60 stützen. Der Drehkörper 60 ist somit auf eine stabile Weise gestützt.
Ferner reduzieren oder beseitigen die dem Drehkörperrohr 61 entsprechend vorgesehenen Einsetzlöcher 91 und 111 der Feststehkörper einen Spalt, der zwischen der Rohraußenumfangsfläche 62 und den inneren Wandflächen vorgesehen ist, die die Einsetzlöcher 91 und 111 der Feststehkörper definieren.
Jedes Drehkörperlager 94, 114 kann ein Beschichtungslager sein, das durch eine Beschichtungsschicht an der inneren Wandfläche gebildet ist, die die Einsetzlöcher 91, 111 der Feststehkörper definiert. 4 zeigt das Drehkörperlager 94, 114 dicker als die tatsächliche Größe. Das Drehkörperlager 94, 114 muss kein Beschichtungslager sein und kann ein anderes Gleitlager oder Wälzlager sein.
Der vordere Feststehkörper 90 hat eine Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers, die eine Fläche des Feststehkörpers ist, die der vorderen Drehkörperfläche 71 in der Axialrichtung Z zugewandt ist. Die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers ist eine der vorderen Rückfläche 93 entgegengesetzte Plattenfläche. Die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers ist bei der vorliegenden Ausführungsform ringförmig und in der Axialrichtung Z gesehen kranzförmig.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers eine erste vordere flache Fläche 101, eine zweite vordere flache Fläche 102 und zwei vordere gekrümmte Flächen 103. Die ersten und zweiten vorderen flachen Flächen 101 und 102 schneiden die Axialrichtung Z (bei der vorliegenden Ausführungsform unter rechten Winkeln). Die vorderen gekrümmten Flächen 103 verbinden die beiden vorderen flachen Flächen 101 und 102.
Wie in 4 gezeigt, sind die beiden vorderen flachen Flächen 101 und 102 voneinander in der Axialrichtung Z versetzt. Insbesondere ist die zweite vordere flache Fläche 102, die als eine Feststehkörperkontaktfläche dient, näher an der vorderen Drehkörperfläche 71 als die erste vordere flache Fläche 101 und in Kontakt mit der vorderen Drehkörperfläche 71. Der Bereich der Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers außer der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist von der vorderen Drehkörperfläche 71 beabstandet.
Die beiden vorderen flachen Flächen 101 und 102 sind in der Umfangsrichtung des vorderen Feststehkörpers 90 beabstandet und voneinander zum Beispiel um 180° versetzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat jede vordere flache Fläche 101, 102 die Form eines Kreissektors. Bei den nachstehenden Beschreibungen werden die Umfangspositionen bei den Feststehkörpern 90 und 110 auch als Winkelpositionen bezeichnet.
Jede der beiden vorderen gekrümmten Flächen 103 hat die Form eines Kreissektors. Wie in 3 gezeigt, sind die beiden vorderen gekrümmten Flächen 103 in der Axialrichtung Z gesehen in der Radialrichtung ausgerichtet. Die beiden vorderen gekrümmten Flächen 103 haben dieselbe Form.
Jede vordere gekrümmte Fläche 103 verbindet die beiden vorderen flachen Flächen 101 und 102. Insbesondere verbindet eine der vorderen gekrümmten Flächen 103 die ersten Enden in der Umfangsrichtung der vorderen flachen Flächen 101 und 102 und die andere vordere gekrümmte Fläche 103 verbindet die zweiten Enden in der Umfangsrichtung der vorderen flachen Flächen 101 und 102.
Die Winkelpositionen der Grenzen zwischen der ersten vorderen flachen Fläche 101 und den vorderen gekrümmten Flächen 103 sind als erste Winkelpositionen θ1 definiert und die Winkelpositionen der Grenzen zwischen der zweiten vorderen flachen Fläche 102 und den vorderen gekrümmten Flächen 103 sind als zweite Winkelpositionen θ2 definiert. Obgleich die Winkelpositionen θ1 und θ2 durch unterbrochene Linien in 3 angezeigt sind, sind die vorderen gekrümmten Flächen 103 und die vorderen flachen Flächen 101 und 102 tatsächlich an den Grenzen nahtlos verbunden.
Die Position jeder vorderen gekrümmten Fläche 103 in der Axialrichtung Z variiert mit der Umfangsposition, anders gesagt der Winkelposition, bei dem vorderen Feststehkörper 90. Insbesondere ist jede vordere gekrümmte Fläche 103 in der Axialrichtung Z gekrümmt, sodass sich der Abstand zu der vorderen Drehkörperfläche 71 allmählich von der ersten Winkelposition θ1 zu der zweiten Winkelposition θ2 verringert. Anders gesagt liegen die beiden vorderen gekrümmten Flächen 103 an den entgegengesetzten Seiten der zweiten vorderen flachen Fläche 102 in der Umfangsrichtung und sind in der Axialrichtung Z gekrümmt, sodass sich der Abstand zu der vorderen Drehkörperfläche 71 mit zunehmender Entfernung der vorderen gekrümmten Flächen 103 von der zweiten vorderen flachen Fläche 102 in der Umfangsrichtung allmählich erhöht.
Jede vordere gekrümmte Fläche 103 umfasst eine vordere konkave Fläche 103a, die in der Axialrichtung Z weg von der vorderen Drehkörperfläche 71 gekrümmt ist, und eine vordere konvexe Fläche 103b, die in der Axialrichtung Z in Richtung der vorderen Drehkörperfläche 71 gekrümmt ist.
Die vordere konkave Fläche 103a ist näher an der ersten vorderen flachen Fläche 101 als an der zweiten vorderen flachen Fläche 102 und die vordere konvexe Fläche 103b ist näher an der zweiten vorderen flachen Fläche 102 als an der ersten vorderen flachen Fläche 101. Die vordere konkave Fläche 103a ist mit der vorderen konvexen Fläche 103b zusammenhängend. Das heißt, die vordere gekrümmte Fläche 103 hat einen Wendepunkt.
Die Winkelspanne der vorderen konvexen Fläche 103b und die Winkelspanne der vorderen konkaven Fläche 103a kann dieselbe oder verschieden sein. Ferner ist die Position des Wendepunkts beliebig. Da die vordere gekrümmte Fläche 103 in einer Wellenform gekrümmt ist, kann die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers als eine vordere Wellenfläche betrachtet werden, die Bereiche umfasst, die in einer Wellenform gekrümmt sind.
Der hintere Feststehkörper 110 hat eine Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers, die eine Fläche des Feststehkörpers ist, die der hinteren Drehkörperfläche 72 in der Axialrichtung Z zugewandt ist. Die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers ist eine der hinteren Rückfläche 113 entgegengesetzte Plattenfläche. Die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers ist bei der vorliegenden Ausführungsform ringförmig und in der Axialrichtung Z gesehen kranzförmig.
Bei der vorliegenden Ausführungsform hat die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers dieselbe Form wie die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers. Wie in 2 gezeigt, umfasst die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers eine erste hintere flache Fläche 121, eine zweite hintere flache Fläche 122 und zwei hintere gekrümmte Flächen 123. Die ersten und zweiten hinteren flachen Flächen 121 und 122 schneiden die Axialrichtung Z (bei der vorliegenden Ausführungsform unter rechten Winkeln). Die hinteren gekrümmten Flächen 123 verbinden die beiden hinteren flachen Flächen 121 und 122.
Wie in 4 gezeigt, sind die beiden hinteren flachen Flächen 121 und 122 voneinander in der Axialrichtung Z versetzt. Insbesondere ist die zweite hintere flache Fläche 122, die als eine Feststehkörperkontaktfläche dient, näher an der hinteren Drehkörperfläche 72 als die erste hintere flache Fläche 121 und in Kontakt mit der hinteren Drehkörperfläche 72. Der Bereich der Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers außer der zweiten hinteren flachen Fläche 122 ist von der hinteren Drehkörperfläche 72 beabstandet.
Die beiden hinteren flachen Flächen 121 und 122 sind in der Umfangsrichtung des hinteren Feststehkörpers 110 voneinander beabstandet und sind voneinander zum Beispiel um 180° versetzt. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat jede hintere flache Fläche 121, 122 die Form eines Kreissektors.
Jede der beiden hinteren gekrümmten Flächen 123 hat die Fläche eines Kreissektors. Die beiden hinteren gekrümmten Flächen 123 sind einander in der Axialrichtung Z gesehen in der Radialrichtung zugewandt. Eine der hinteren gekrümmten Flächen 123 verbindet die ersten Enden in der Umfangsrichtung der hinteren flachen Flächen 121 und 122 und die andere hintere gekrümmte Fläche 123 verbindet die zweiten Enden in der Umfangsrichtung der hinteren flachen Flächen 121 und 122.
Die beiden hinteren gekrümmten Flächen 123 sind an den entgegengesetzten Seiten der zweiten hinteren flachen Fläche 122 in der Umfangsrichtung angeordnet und in der Axialrichtung Z gekrümmt, sodass sich der Abstand zu der hinteren Drehkörperfläche 72 mit zunehmender Entfernung der gekrümmten Flächen 123 von der zweiten hinteren flachen Fläche 122 in der Umfangsrichtung allmählich erhöht.
Die beiden Flächen 100 und 120 der Feststehkörper sind einander in der Axialrichtung Z zugewandt, wobei der Drehkörperring 70 zwischen diese gesetzt ist. Zusätzlich sind die beiden Flächen 100 und 120 der Feststehkörper an Winkelpositionen angeordnet, die voneinander um 180° verschieden sind.
Der Abstand zwischen den beiden Flächen 100 und 120 der Feststehkörper in der Axialrichtung Z ist an allen Winkelpositionen (d. h. den Umfangspositionen) einheitlich. Insbesondere sind, wie in 4 gezeigt, die erste vordere flache Fläche 101 und die zweite hintere flache Fläche 122 einander in der Axialrichtung Z zugewandt und die zweite vordere flache Fläche 102 und die erste hintere flache Fläche 121 sind einander in der Axialrichtung Z zugewandt. Der Versatz in der Axialrichtung Z zwischen den beiden vorderen flachen Flächen 101 und 102 ist gleich dem Versatz zwischen den beiden hinteren flachen Flächen 121 und 122. Nachstehend werden der Versatz in der Axialrichtung Z zwischen den beiden vorderen flachen Flächen 101 und 102 und der Versatz zwischen den beiden hinteren flachen Flächen 121 und 122 einfach als Versatz Z1 bezeichnet.
Ferner haben die vorderen gekrümmten Flächen 103 und die hinteren gekrümmten Flächen 123 dieselben Krümmungen. Das heißt, die vorderen gekrümmten Flächen 103 und die hinteren gekrümmten Flächen 123 sind auf dieselbe Weise gekrümmt, sodass der Abstand in der Axialrichtung Z nicht mit der Winkelposition variiert. Der Abstand zwischen den beiden Flächen 100 und 102 der Feststehkörper in der Axialrichtung Z ist daher an allen Winkelpositionen einheitlich.
Die Formen der ersten hinteren flachen Fläche 121, der zweiten hinteren flachen Fläche 122 und den beiden hinteren gekrümmten Flächen 123 sind dieselben wie die der ersten vorderen flachen Fläche 101, der zweiten vorderen flachen Fläche 102 und der beiden vorderen gekrümmten Flächen 103 und werden daher nicht ausführlich beschrieben. Wie bei der vorderen gekrümmten Fläche 103 kann, da die hintere gekrümmte Fläche 123 in einer Wellenform gekrümmt ist, die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers als eine hintere Wellenfläche betrachtet werden, die Bereiche umfasst, die in einer Wellenform gekrümmt sind.
Die Umfangsrichtung der beiden Feststehkörper 90 und 110 und des Drehkörpers 60 ist dieselbe wie die Umfangsrichtung der Drehwelle 12. Die Radialrichtung der beiden Feststehkörper 90 und 110 und des Drehkörpers 60 ist dieselbe wie die Radialrichtung R der Drehwelle 12. Die Axialrichtung der Feststehkörper 90 und 110 und des Drehkörpers 60 ist dieselbe wie die Axialrichtung Z der Drehwelle 12. Somit sind die Umfangsrichtung, die Radialrichtung R und die Axialrichtung Z der Drehwelle 12 mit denen des Drehkörpers 60 und der Feststehkörper 90 und 110 auswechselbar.
Wie in 4 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 Verdichtungskammern A4 und A5, in denen ein Ansaugen und ein Verdichten des Fluids durchgeführt werden. Die Verdichtungskammern A4 und A5 sind in der Unterbringungskammer A3, insbesondere an den entgegengesetzten Seiten des Drehkörperrings 70 in der Axialrichtung Z vorgesehen.
Die vordere Verdichtungskammer A4 ist durch die vordere Drehkörperfläche 71 und die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers, insbesondere durch die vordere Drehkörperfläche 71, die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers, die Rohraußenumfangsfläche 62 und die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders definiert.
Die hintere Verdichtungskammer A5 ist durch die hintere Drehkörperfläche 72 und die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers, insbesondere durch die hintere Drehkörperfläche 72, die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers, die Rohraußenumfangsfläche 62 und die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders definiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die vordere Verdichtungskammer A4 und die hintere Verdichtungskammer A5 gleich groß.
Die Verdichtungskammern A4 und A5 sind der Abgabekammer A1 in der Radialrichtung R zugewandt, wobei die Umfangswand 32 des vorderen Zylinders zwischen diesen liegt. Das heißt, die Abgabekammer A1 liegt an der Außenseite der Verdichtungskammern A4 und A5 in der Radialrichtung R.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist die Abgabekammer A1 einem Teil der vorderen Verdichtungskammer A4 in der Radialrichtung R zugewandt und ist der gesamten hinteren Verdichtungskammer A5 in der Radialrichtung R zugewandt. Jedoch ist die Offenbarung nicht auf diese Gestaltung beschränkt. Irgendeine Gestaltung kann verwendet werden, solange die Abgabekammer A1 sich in der Axialrichtung Z erstreckt, um mindestens einem Teil der vorderen Verdichtungskammer A4 und mindestens einem Teil der hinteren Verdichtungskammer A5 in der Radialrichtung R zugewandt zu sein.
Wie in 2 bis 5 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 mehrere (drei) Flügelnuten 130, die in dem Drehkörper 60 vorgesehen sind, und mehrere (drei) Flügel 131, die in die jeweiligen Flügelnuten 130 eingesetzt sind.
Die Flügelnuten 130 sind in dem Drehkörperring 70 vorgesehen. Die Flügelnuten 130 erstrecken sich durch den Drehkörperring 70 in der Axialrichtung Z und öffnen sich an den beiden Drehkörperflächen 71 und 72. Jede Flügelnut 130 erstreckt sich in der Radialrichtung R, hat eine Breite in einer zu sowohl der Axialrichtung Z als auch der Radialrichtung R orthogonalen Richtung und öffnet sich radial auswärts. Das Drehkörperrohr 61 hat keine Flügelnut 130. Jede Flügelnut 130 hat zwei Seitenflächen, die einander zugewandt sind und voneinander in der Umfangsrichtung beabstandet sind.
Der Drehkörperring 70 ist ein radial auswärts von dem Drehkörperrohr 61 positionierter Bereich. Somit liegt das Drehkörperrohr 61 radial einwärts von dem Drehkörperring 70. Das heißt, der Drehkörperring 70 ist ein Bereich, der an der Rohraußenumfangsfläche 62 positioniert ist und von der Rohraußenumfangsfläche 62 radial auswärts vorsteht.
Jeder Flügel 131 ist allgemein eine rechtwinklige Platte, die Plattenflächen hat, die die Umfangsrichtung der Drehwelle 12 schneiden (sich senkrecht zu dieser erstrecken). Der Flügel 131 liegt zwischen den beiden Feststehkörpern 90 und 110 (d. h. den beiden Flächen 100 und 102 der Feststehkörper). Der Flügel 131 ist eine Platte, die eine Dicke in der Breitenrichtung der Flügelnut 130, anders gesagt in einer zu sowohl der Axialrichtung Z als auch der Radialrichtung R senkrechten Richtung, hat.
Die beiden Plattenflächen des Flügels 131 sind den jeweiligen Seitenflächen der Flügelnut 130 in der Umfangsrichtung (d. h. der Breitenrichtung der Flügelnut 130) zugewandt. Die Breite der Flügelnut 130 (d. h. der Abstand zwischen den beiden Seitenflächen der Flügelnut 130) ist dieselbe wie oder etwas breiter als die Plattendicke des Flügels 131. Der in die Flügelnut 130 eingesetzte Flügel 131 ist zwischen den beiden Seitenflächen der Flügelnut 130 aufgenommen. Der Flügel 131 kann sich in der Axialrichtung Z entlang der Flügelnut 130 verschieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Flügel 131, insbesondere die beiden axialen Enden des Flügels 131, in Kontakt mit den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper.
Die Flügelnuten 130 sind an regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung, insbesondere an Intervallen von 120°, angeordnet. Die Flügel 131 sind demgemäß an regelmäßigen Intervallen in der Umfangsrichtung angeordnet.
Drehung des Drehkörpers 60 dreht die Flügel 131 in der Drehrichtung M. Gleichzeitig verschieben sich (schwingen) die Flügel 131, die mit den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper in Kontakt sind, in der Axialrichtung Z entlang der gekrümmten Flächen 100 und 120 der Feststehkörper. Das heißt, die Flügel 131 drehen sich, während sich diese in der Axialrichtung Z verschieben. Als Ergebnis verschieben sich die Flügel 131 in die vordere Verdichtungskammer A4 und die hintere Verdichtungskammer A5. Das heißt, die Flügelnuten 130 drehen sich und setzen die Flügel 131 in die Verdichtungskammern A4 und A5, sowie sich der Drehkörper 60 dreht.
Die Verschiebedistanz (anders gesagt die Schwingdistanz) der Flügel 131 in der Axialrichtung Z ist die Differenz zwischen den Positionen der vorderen flachen Flächen 101 und 102 (oder zwischen den hinteren flachen Flächen 121 und 122) in der Axialrichtung Z, das heißt der Versatz Z1. Die Flügel 131 sind durchgehend in Kontakt mit den beiden Flächen 100 und 120 der Feststehkörper, während sich der Drehkörper 60 dreht. Es ist daher unwahrscheinlich, dass die Flügel 131 mit Unterbrechungen in Kontakt mit den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper kommen, oder insbesondere wiederholt in und außer Kontakt mit den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper kommen.
Wie in 6 gezeigt, teilen die drei Flügel 131 die vordere Verdichtungskammer A4 in drei Teilkammern, eine erste vordere Verdichtungskammer A4a, eine zweite vordere Verdichtungskammer A4b und eine dritte vordere Verdichtungskammer A4c.
Für eine zweckmäßige Beschreibung wird die Teilkammer der drei Teilkammern, die an der Führungsseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 in der Drehrichtung M liegt, als die erste vordere Verdichtungskammer A4a bezeichnet.
Die Teilkammer der drei Teilkammern, die an der Folgeseite der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a in der Drehrichtung M liegt, wird als die zweite vordere Verdichtungskammer A4b bezeichnet. Mindestens ein Teil der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b liegt an der Folgeseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 in der Drehrichtung M.
Die Teilkammer der drei Teilkammern, die zwischen der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a und der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b in der Umfangsrichtung liegt, wird als die dritte vordere Verdichtungskammer A4c bezeichnet. In der Drehrichtung M liegt die dritte vordere Verdichtungskammer A4c an der Führungsseite der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a und liegt an der Folgeseite der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b.
Bei der nachstehenden Beschreibung können die Führungsseite in der Drehrichtung M und die Folgeseite in der Drehrichtung M jeweils einfach als die Führungsseite und die Folgeseite bezeichnet sein.
Jede der vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c überspannt eine Winkelspanne von 120°. Das heißt, jede der vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c erstreckt sich in der Umfangsrichtung und die Länge jeder Kammer in der Umfangsrichtung entspricht einer Winkelspanne von 120°.
Insbesondere ist, wenn einer der Flügel 131 in Kontakt mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist, dieser Flügel 131 nicht innerhalb der vorderen Verdichtungskammer A4 positioniert. Zu dieser Zeit sind die Räume auf entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Flügels 131, der in Kontakt mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist, voneinander durch den Bereich getrennt, bei dem die vordere Drehkörperfläche 71 in Kontakt mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist. Die Räume sind nicht miteinander zusammenhängend. Somit ist, selbst wenn einer der Flügel 131 in Kontakt mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist, die vordere Verdichtungskammer A4 in drei Teilkammern geteilt. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird für eine zweckmäßige Beschreibung, selbst wenn einer der Flügel 131 in Kontakt mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist, die vordere Verdichtungskammer A4 als durch die drei Flügel 131 in die vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c geteilt betrachtet.
Wie in 7 gezeigt, teilen die drei Flügel 131 auf dieselbe Weise wie die vordere Verdichtungskammer A4 die hintere Verdichtungskammer A5 in eine erste hintere Verdichtungskammer A5a, eine zweite hintere Verdichtungskammer A5b, die auf der Folgeseite der ersten hinteren Verdichtungskammer A5a liegt, und eine dritte hintere Verdichtungskammer A5c, die zwischen der ersten hinteren Verdichtungskammer A5a und der zweiten hinteren Verdichtungskammer A5b in der Umfangsrichtung liegt. Die ersten bis dritten hinteren Verdichtungskammern A5a, A5b und A5c sind dieselben wie die ersten bis dritten vorderen Verdichtungskammern A4a, A4b und A4c und somit nicht ausführlich beschrieben.
Die Gestaltung, die sich auf das Ansaugen von Fluid in die Verdichtungskammern A4 und A5 und das Abgeben von verdichtetem Fluid bezieht, wird nun beschrieben. 4 zeigt schematisch einen vorderen Sauganschluss 141 und einen hinteren Sauganschluss 142.
Wie in 2 bis 4 und 6 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 einen vorderen Sauganschluss 141, durch den Fluid in die vordere Verdichtungskammer A4 angesaugt wird. Der vordere Sauganschluss 141 kann in dem vorderen Zylinder 30 vorgesehen sein. Insbesondere erstreckt sich der vordere Sauganschluss 141 in der Endwand 31 des vorderen Zylinders und der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders in der Axialrichtung Z.
Zusätzlich erstreckt sich der vordere Sauganschluss 141 in der Umfangsrichtung entlang der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders und ist in der Axialrichtung Z gesehen in einer Bogenform gebildet. Mindestens ein Teil des vorderen Sauganschlusses 141 liegt radial auswärts von der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a. Anders gesagt umfasst die erste vordere Verdichtungskammer A4a einen Teil des oder den gesamten Hohlraum/s, der radial einwärts von dem vorderen Sauganschluss 141 liegt.
Der vordere Sauganschluss 141 öffnet sich zu der Motorkammer A2 und auch zu der vorderen Verdichtungskammer A4. Der vordere Sauganschluss 141 verbindet somit die Motorkammer A2 und die vordere Verdichtungskammer A4 miteinander.
Insbesondere hat, wie in 6 gezeigt, der vordere Sauganschluss 141 eine vordere Saugöffnung 141a, die positioniert ist, um mit der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a zusammenhängend zu sein. Die vordere Saugöffnung 141a erstreckt sich in der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders in der Rotationsrichtung M von einer der Umfangsmitte der zweiten vorderen flachen Fläche 102 entsprechenden Position. Die Erstreckungslänge der vorderen Saugöffnung 141a kann zum Beispiel im Wesentlichen dieselbe wie die Umfangslänge von jeder der vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c sein. Das heißt, die vordere Saugöffnung 141a kann sich in der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders in der Umfangsrichtung von einer der Umfangsmitte der zweiten vorderen flachen Fläche 102 entsprechenden Position über im Wesentlichen dieselbe Länge wie das Umfangsintervall zwischen den Flügeln 131 erstrecken.
Wenn die Winkelposition der Umfangsmitte der zweiten vorderen flachen Fläche 102 als 0° definiert ist und sich der Winkel von dieser Winkelposition 0° in der Drehrichtung M erhöht, erstreckt sich die vordere Saugöffnung 141a vorzugsweise mindestens von der Führungskante in der Drehrichtung M der zweiten vorderen flachen Fläche 102 zu der Winkelposition 120°.
Wie in 6 und 8 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 vordere Abgabeanschlüsse 151, die das in der vorderen Verdichtungskammer A4 verdichtete Fluid abgeben, ein vorderes Ventil 152, das die vorderen Abgabeanschlüsse 151 öffnet und schließt, und einen vorderen Halter 153, der den Öffnungsgrad des vorderen Ventils 152 anpasst.
Wie in 6 gezeigt, können die vorderen Abgabeanschlüsse 151 an eine Position der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders gesetzt sein, die radial auswärts von der vorderen Verdichtungskammer A4 und an der Folgeseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 ist.
Insbesondere hat die gekrümmte Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders eine vordere Sitzfläche 154, die eine vertiefte Fläche in der Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders ist. Die vordere Sitzfläche 154 ist in einem Bereich der Außenumfangsfläche 34 des vorderen Zylinders vorgesehen, der zwischen der vorderen Verdichtungskammer A4 und der Abgabekammer A1 und an der Folgeseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 liegt. Die vordere Sitzfläche 154 ist eine flache Fläche, die sich senkrecht zu der Radialrichtung R erstreckt.
Wie in 6 gezeigt, sind die vorderen Abgabeanschlüsse 151 in der vorderen Sitzfläche 154 vorgesehen. Die vorderen Abgabeanschlüsse 151 erstrecken sich durch die Umfangswand 32 des vorderen Zylinders in der Radialrichtung R, wodurch diese die zweite vordere Verdichtungskammer A4b und die Abgabekammer A1 miteinander verbinden.
Die vorderen Abgabeanschlüsse 151 sind in der Umfangsrichtung angeordnet. Jeder vordere Abgabeanschluss 151 ist kreisförmig. Jedoch können die Anzahl und die Form der vorderen Abgabeanschlüsse geändert werden. Zum Beispiel kann die vordere Sitzfläche 154 nur einen vorderen Abgabeanschluss 151 umfassen. Der vordere Abgabeanschluss 151 kann oval sein. Wenn vordere Abgabeanschlüsse 151 vorgesehen sind, können die Größen der vorderen Abgabeanschlüsse 151 dieselben oder voneinander verschieden sein.
Mindestens ein Teil jedes vorderen Abgabeanschlusses 151 liegt radial auswärts von der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b. Anders gesagt umfasst die zweite vordere Verdichtungskammer A4b einen Teil des oder den gesamten Hohlraum/s, der radial einwärts von den vorderen Abgabeanschlüssen 151 liegt.
Der vordere Sauganschluss 141 und die vorderen Abgabeanschlüsse 151 sind voneinander in der Umfangsrichtung beabstandet. Ein Bereich der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders, der radial auswärts von der zweiten vorderen flachen Fläche 102 liegt, ist zwischen diesen Anschlüssen 141 und 151 vorhanden.
Das heißt, die erste vordere Verdichtungskammer A4a ist dazu gestaltet, mit dem vorderen Sauganschluss 141 aber nicht mit den vorderen Abgabeanschlüssen 151 zusammenhängend zu sein.
Die zweite vordere Verdichtungskammer A4b ist mit den vorderen Abgabeanschlüssen 151 zusammenhängend. Jedoch kann, da die zweite vordere Verdichtungskammer A4b abhängig von den Winkelpositionen der Flügel 131 eine längere Umfangslänge als die zweite vordere flache Fläche 102 hat, die zweite vordere Verdichtungskammer A4b radial einwärts von dem Sauganschluss 141 und gleichzeitig radial einwärts von den vorderen Abgabeanschlüssen 151 liegen. Nichtsdestoweniger ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Kontaktregion zwischen der vorderen Drehkörperfläche 71 und der zweiten vorderen flachen Fläche 102 zwischen dem Raum radial einwärts von dem vorderen Sauganschluss 141 und dem Raum radial einwärts von den vorderen Abgabeanschlüssen 151 vorhanden. Somit trennt diese Kontaktregion ungeachtet der Winkelposition der Flügel 131 diese beiden Räume voneinander. Somit ist der vordere Sauganschluss 141 nicht mit den vorderen Abgabeanschlüssen 151 zusammenhängend. Das heißt, die Kontaktregion teilt die zweite vordere Verdichtungskammer A4b ferner in einen Raum zum Ansaugen und einen Raum zum Verdichten.
Sowie sich der Drehkörper 60 dreht, verschiebt sich die dritte vordere Verdichtungskammer A4c von einer Position, bei der die dritte vordere Verdichtungskammer A4c nicht mit den vorderen Abgabeanschlüssen 151 zusammenhängend ist, zu einer Position, bei der diese mit den vorderen Abgabeanschlüssen 151 zusammenhängend ist.
Wie in 8 gezeigt, sind das vordere Ventil 152 und der vordere Halter 153 an der vorderen Sitzfläche 154 vorgesehen. Die vordere Sitzfläche 154 hat Schraubenlöcher 154a. Das vordere Ventil 152 und der vordere Halter 153 sind an der vorderen Sitzfläche 154 durch Bolzen B fixiert, die sich durch den vorderen Halter 153 und das vordere Ventil 152 erstrecken und in die Schraubenlöcher 154a eingreifen.
Das vordere Ventil 152 schließt normalerweise die vorderen Abgabeanschlüsse 151. Wenn der Druck in der vorderen Verdichtungskammer A4 (insbesondere der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b) den Grenzwert übersteigt, verschiebt sich das vordere Ventil 152 von einer Position, die die vorderen Abgabeanschlüsse 151 schließt, zu einer Position, die die vorderen Abgabeanschlüsse 151 öffnet. Das in der vorderen Verdichtungskammer A4 verdichtete Fluid wird somit in die Abgabekammer A1 abgegeben. Der vordere Halter 153 beschränkt den Öffnungswinkel des vorderen Ventils 152.
Wie in 2 bis 4 und 7 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 einen hinteren Sauganschluss 142, durch den das Fluid in die hintere Verdichtungskammer A5 angesaugt wird. Der hintere Sauganschluss 142 kann in dem vorderen Zylinder 30 gebildet sein. Insbesondere erstreckt sich der hintere Sauganschluss 142 in der Endwand 31 des vorderen Zylinders und der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders in der Axialrichtung Z.
Zusätzlich erstreckt sich der hintere Sauganschluss 142 in der Umfangsrichtung entlang der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders und ist in der Axialrichtung Z gesehen in einer Bogenform gebildet. Mindestens ein Teil des hinteren Sauganschlusses 142 liegt radial auswärts von der ersten hinteren Verdichtungskammer A5a. Anders gesagt umfasst die erste hintere Verdichtungskammer A5a einen Teil des oder den gesamten Hohlraum/s, der radial einwärts von dem hinteren Sauganschluss 142 liegt.
Der hintere Sauganschluss 142 öffnet sich zu der Motorkammer A2 und auch zu der hinteren Verdichtungskammer A5. Der hintere Sauganschluss 142 verbindet somit die Motorkammer A2 und die hintere Verdichtungskammer A5 miteinander.
Insbesondere hat, wie in 7 gezeigt, der hintere Sauganschluss 142 eine hintere Saugöffnung 142a, die positioniert ist, um mit der ersten hinteren Verdichtungskammer A5a zusammenhängend zu sein. Die hintere Saugöffnung 142a erstreckt sich in der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders in der Drehrichtung M von einer der Umfangsmitte der zweiten hinteren flachen Fläche 122 entsprechenden Position.
Der hintere Sauganschluss 142 und die hintere Saugöffnung 142a erstrecken sich in der Drehrichtung M von der der Umfangsmitte der zweiten hinteren flachen Fläche 122 entsprechenden Position in einem Maß, das die vorderen Abgabeanschlüsse 151, das vordere Ventil 152 oder den vorderen Halter 153 nicht beeinflusst.
Jedoch ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt und der hintere Sauganschluss 142 und die hintere Saugöffnung 142a können dieselbe Umfangslänge wie der vordere Sauganschluss 141 und die vordere Saugöffnung 141a haben. In diesem Fall kann, um den hinteren Sauganschluss 142 und die hintere Saugöffnung 142a daran zu hindern, die vorderen Abgabeanschlüsse 151 oder andere Teile zu beeinflussen, die axiale Länge des vorderen Ventils 152 gekürzt werden, die vorderen Abgabeanschlüsse 151 versetzt werden oder die Winkelspanne der zweiten vorderen flachen Fläche 102 reduziert werden.
Die vorliegende Ausführungsform hat zwei Sauganschlüsse 141 und 142, die den beiden Verdichtungskammern A4 und A5 entsprechen. Der vordere Sauganschluss 141 und der hintere Sauganschluss 142 sind voneinander in der Umfangsrichtung versetzt, um nicht miteinander zusammenhängend zu sein. Insbesondere sind diese Anschlüsse 141 und 142 voneinander um 180° versetzt. Als Ergebnis ist es weniger wahrscheinlich, dass das Ansaugen von Fluid in eine der Verdichtungskammern A4 und A5 den Betrag des in die andere Verdichtungskammer angesaugten Fluids reduziert, was ansonsten auftreten würde, wenn die beiden Sauganschlüsse 141 und 142 miteinander zusammenhängend wären.
Wie in 7 gezeigt, umfasst der Verdichter 10 hintere Abgabeanschlüsse 161, die das in der hinteren Verdichtungskammer A5 verdichtete Fluid abgeben, ein hinteres Ventil 162, das die hinteren Abgabeanschlüsse 161 öffnet und schließt, und einen hinteren Halter 163, der den Öffnungsgrad des hinteren Ventils 162 anpasst.
Die hinteren Abgabeanschlüsse 161 können an eine Position der Umfangswand 32 des vorderen Zylinders gesetzt sein, die radial auswärts von der hinteren Verdichtungskammer A5 und an der Folgeseite der zweiten hinteren flachen Fläche 122 ist.
In Übereinstimmung mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 und der zweiten hinteren flachen Fläche 122, die voneinander um 180° versetzt sind, sind die hinteren Abgabeanschlüsse 161 von den vorderen Abgabeanschlüssen 151 um 180° in der Umfangsrichtung versetzt. Ferner sind in Übereinstimmung mit der vorderen Verdichtungskammer A4 und der hinteren Verdichtungskammer A5, die voneinander in der Axialrichtung Z versetzt sind, die hinteren Abgabeanschlüsse 161 von den vorderen Abgabeanschlüssen 151 in der Axialrichtung Z versetzt.
Die konkreten Gestaltungen der hinteren Abgabeanschlüsse 161, des hinteren Ventils 162 und des hinteren Halters 163 sind im Wesentlichen dieselben wie die der vorderen Abgabeanschlüsse 151, des vorderen Ventils 152 und des vorderen Halters 153, mit Ausnahme ihrer Positionen, und somit nicht ausführlich beschrieben. Der Ausdruck „vordere“ bei der Beschreibung der vorderen Abgabeanschlüsse 151, des vorderen Ventils 152 und des vorderen Halters 153 kann mit „hintere“ ersetzt werden. Die Abgabeanschlüsse 151 und 161 können als Abgabedurchgänge betrachtet werden.
Die Flügel 131 werden nun beschrieben. Bei der nachstehenden Beschreibung wird die Teilkammer der beiden durch einen Flügel 131 getrennten Teilkammern an der Folgeseite des Flügels 131 als eine erste Teilkammer Ax bezeichnet und die Teilkammer, die an der Führungsseite des Flügels 131 liegt, wird als eine zweite Teilkammer Ay bezeichnet. Für den Flügel 131, der die erste vordere Verdichtungskammer A4a von der dritten vorderen Verdichtungskammer A4c trennt, ist die erste Teilkammer Ax die erste vordere Verdichtungskammer A4a und die zweite Teilkammer Ay ist die dritte vordere Verdichtungskammer A4c. Für den Flügel 131, der die dritte vordere Verdichtungskammer A4c von der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b trennt, ist die erste Teilkammer Ax die dritte vordere Verdichtungskammer A4c und die zweite Teilkammer Ay ist die zweite vordere Verdichtungskammer A4b. Für den Flügel 131, der die zweite vordere Verdichtungskammer A4b von der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a trennt, ist die erste Teilkammer Ax die zweite vordere Verdichtungskammer A4b und die zweite Teilkammer Ay ist die erste vordere Verdichtungskammer A4a. Dasselbe gilt für die hintere Verdichtungskammer A5.
Der Druck in jeder der vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c tendiert dazu, höher zu sein, wenn die Kammer auf der Führungsseite in der Drehrichtung M liegt. Insbesondere tendiert der Druck dazu, in der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b (insbesondere dem Raum an der Folgeseite der Kontaktregion zwischen der vorderen Drehkörperfläche 71 und der zweiten vorderen flachen Fläche 102) am höchsten zu sein, gefolgt durch die dritte vordere Verdichtungskammer A4c und die erste vordere Verdichtungskammer A4a. Aus diesem Grund tendiert der Druck der zweiten Teilkammer Ay an der Führungsseite eines Flügels 131 dazu, höher als der Druck der ersten Teilkammer Ax an der Folgeseite des Flügels 131 zu sein.
Wie in 9 bis 13 gezeigt, besteht jeder Flügel 131 aus mehreren Teilen. Insbesondere umfasst der Flügel 131 einen Flügelkörper 170, der in eine Flügelnut 130 eingesetzt ist, und zwei Spitzendichtungen 180 und 190, die an den entgegengesetzten Endflächen 171, 172 in der Axialrichtung Z des Flügelkörpers 170 angeordnet sind. Die Spitzendichtungen 180 und 190 bilden die axialen Enden des Flügels 131 und sind jeweils in Kontakt mit den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper.
Der Flügelkörper 170 ist aus demselben Material wie der Drehkörper 60 und die Feststehkörper 90 und 110 gefertigt. Bei einem Beispiel ist der Flügelkörper 170 aus Metall gefertigt. Der Flügelkörper 170 ist eben und in eine Flügelnut 130 eingesetzt, wobei seine Dickenrichtung sich in der Breitenrichtung der Flügelnut 130 erstreckt. Der Flügelkörper 170 erstreckt sich in der Axialrichtung Z und der Radialrichtung R. Der Flügelkörper 170 ist eine rechtwinklige Platte bei der vorliegenden Ausführungsform, aber der Flügelkörper 170 kann eine Platte irgendeiner Form sein. Der Flügelkörper 170 ist ungeachtet der Verschiebung des Flügels 131 in der Axialrichtung Z in der Flügelnut 130 aufgenommen.
Der Flügelkörper 170 hat zwei Endflächen 171 und 172, die jeweils Körperanbringungsnuten 173 und 174 umfassen, die als Körperanbringungsbereiche dienen. Die Körperanbringungsnuten 173 und 174 haben eine Breite in der Dickenrichtung des Flügels 131, erstrecken sich in der Radialrichtung R und öffnen sich zu den Innen- und Außenseiten in der Radialrichtung R.
Jede Körperanbringungsnut 173, 174 hat eine Körpernutbodenfläche 173a, 174a und eine erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b und eine zweite Körpernutseitenfläche 173c, 174c, die sich von der Körpernutbodenfläche 173a, 174a erstrecken. Die erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b und die zweite Körpernutseitenfläche 173c, 174c schneiden die Umfangsrichtung (anders gesagt eine zu sowohl der Axialrichtung Z als auch der Radialrichtung R senkrechen Richtung). Diese beiden Flächen sind einander zugewandt und voneinander in der Umfangsrichtung beabstandet. Die zweite Körpernutseitenfläche 173c, 174c ist an der Führungsseite der ersten Körpernutseitenfläche 173b, 174b in der Drehrichtung M. Das heißt, die erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b ist die Seitenfläche an der Folgeseite der Körperanbringungsnut 173, 174 und die zweite Körpernutseitenfläche 173c, 174c ist die Seitenfläche an der Führungsseite der Körperanbringungsnut 173, 174.
Die Spitzendichtungen 180 und 190 sind aus einem Material gefertigt, das sich von dem Material des Flügelkörpers 170 unterscheidet, wie beispielsweise ein Material, das einfacher zu verformen (d. h. weicher) als der Flügelkörper 170 ist. Zum Beispiel sind die Spitzendichtungen 180 und 190 aus Harz gefertigt. Jede Spitzendichtung 180, 190 ist in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers, sodass die beiden Teilkammern Ax und Ay an den entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung des Flügels 131 nicht miteinander zusammenhängend sind. Bei dieser Ausführungsform haben die beiden Spitzendichtungen 180 und 190 dieselbe Form. Die Kontaktregionen zwischen den Spitzendichtungen 180 und 190 und den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper werden jeweils als distale Endkontaktregionen Pa1 und Pa2 bezeichnet.
Wie in 9 bis 11 gezeigt, kann die Spitzendichtung 180, 190 verlängert sein und sich in der Radialrichtung R erstrecken. Jede Spitzendichtung 180, 190 kann einen Dichtungskörper 181, 191, der in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist, und einen Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 umfassen, der als ein Dichtungsanbringungsbereich dient, der an dem Flügelkörper 170 angebracht ist.
Wie in 12 gezeigt, hat jeder Dichtungskörper 181, 191 eine Breite, die im Wesentlichen dieselbe wie die Dicke des Flügelkörpers 170 ist und jeder Dichtungskörper 181, 191 liegt zwischen den Endflächen 171, 172 des Flügelkörpers 170 und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers in der Axialrichtung Z. Anders gesagt liegt der Dichtungskörper 181, 191 zwischen der Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers.
Wie in 11 und 12 gezeigt, umfasst jeder Dichtungskörper 181, 191 eine Dichtungsfläche 181a, 191a, die eine konvexe Fläche ist, die in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers gekrümmt ist, und eine Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b, die der Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 in der Axialrichtung Z zugewandt ist.
Die Dichtungsfläche 181a, 191a ist der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers in der Axialrichtung Z zugewandt. Die Dichtungsfläche 181a, 191a ist in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers. Die Krümmung der Dichtungsfläche 181a, 191a ist flacher als die einer Gestaltung, bei der der Dichtungskörper 181, 191 halbkreisförmig ist. Insbesondere ist der Krümmungsradius der Dichtungsfläche 181a, 191a größer als die halbe Dicke des Flügels 131. Jedoch ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt und die Dichtungsfläche 181a, 191a kann irgendeine Krümmung haben.
Die Dichtungsfläche 181a, 191a erstreckt sich in der Radialrichtung R und ist in Kontakt mit der Fläche 100, 120 der Feststehkörper entlang ihrer gesamten Länge in der Radialrichtung R. Jedoch ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt und der Dichtungskörper 181, 191 kann entlang seiner Länge in der Radialrichtung R nur teilweise in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers sein.
Jeder Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 ist ein Grat, der von dem Dichtungskörper 181, 191 in Richtung des Flügelkörpers 170 vorsteht, hat eine Breite in der Dickenrichtung des Flügels 131 und erstreckt sich in der Radialrichtung R. Der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 umfasst eine distale Anbringungsendfläche 182a, 192a, eine erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b und eine zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c, die an der Führungsseite der ersten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b liegt. Die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b und die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c schneiden die Umfangsrichtung. Die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b ist die Seitenfläche an der Folgeseite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 und die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c ist die Seitenfläche an der Führungsseite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192.
Der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 ist in die Körperanbringungsnut 173, 174 eingesetzt, sodass die Spitzendichtung 180, 190 an dem Flügelkörper 170 angebracht ist. Die Körperanbringungsnut 173, 174, die ein Körperanbringungsbereich ist, und der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 sind einander in der Umfangsrichtung (d. h. der Breitenrichtung der Flügelnut 130) zugewandt. Insbesondere sind die erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b und die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b einander in der Umfangsrichtung zugewandt und die zweite Körpernutseitenfläche 173c, 174c und die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt. Die Spitzendichtungen 180 und 190 können sich in Richtung zu und weg von dem Flügelkörper 170 in der Axialrichtung Z verschieben. Das heißt, die Spitzendichtungen 180 und 190 sind an dem Flügelkörper 170 angebracht, um in der Axialrichtung Z relativ zu dem Flügelkörper 170 verschiebbar zu sein.
Die Spitzendichtungen 180 und 190 sind in der Axialrichtung Z relativ zu dem Flügelkörper 170 verschiebbar und der Flügel 131 umfasst den Flügelkörper 170 und die Spitzendichtungen 180 und 190. Somit kann der Flügel 131 als in der Axialrichtung Z verlängerbar betrachtet werden.
Wie in 11 und 12 gezeigt, drückt ein Gegendruckraum 183, 193, der zwischen dem Flügelkörper 170 und der Spitzendichtung 180, 190 vorgesehen ist, die Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers.
Der vordere Gegendruckraum 183 ist durch die vordere distale Anbringungsendfläche 182a, die vordere Körpernutbodenfläche 173a, die vordere erste Körpernutseitenfläche 173b und die vordere zweite Körpernutseitenfläche 173c definiert. Die Breite des vorderen Dichtungsanbringungsvorsprungs 182 ist dieselbe wie oder etwas kleiner als die Breite der vorderen Körperanbringungsnut 173. Somit ermöglicht der Spalt zwischen dem vorderen Dichtungsanbringungsvorsprung 182 und der vorderen Körperanbringungsnut 173 dem Fluid, in den vorderen Gegendruckraum 182 einzudringen. Dasselbe gilt für den hinteren Gegendruckraum 193.
Wie in 11 und 12 gezeigt, hat der Verdichter 10 Einleitungsnuten 184 und 194, die das Fluid in die Gegendruckräume 183 und 193 von der zweiten Teilkammer Ay einleiten.
Jede Spitzendichtung 180, 190 hat Einleitungsnuten 184, 194. Die Spitzendichtung 180, 190 umfasst mehrere (zwei bei dieser Ausführungsform) Einleitungsnuten 184, 194, die voneinander in der Radialrichtung R beabstandet sind. Jedoch ist die Anzahl der Einleitungsnuten 184, 194 beliebig und kann eine oder drei oder mehr sein.
Wie in 12 gezeigt, erstrecken sich die Einleitungsnuten 184, 194 entlang dem Dichtungskörper 181, 191 und dem Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192. Insbesondere erstreckt sich jede Einleitungsnut 184, 194 entlang der zweiten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c und einem Bereich der Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b, der an der Führungsseite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 liegt.
Jede vordere Einleitungsnut 184 ist an der Führungsseite der vorderen Spitzendichtung 180 vorgesehen und öffnet sich zu der zweiten Teilkammer Ay, die an der Führungsseite liegt. Ebenso ist jede hintere Einleitungsnut 194 an der Führungsseite der hinteren Spitzendichtung 190 vorgesehen und öffnet sich zu der zweiten Teilkammer Ay. Dies ermöglicht es dem Fluid in der zweiten Teilkammer Ay, einfach in die Gegendruckräume 183 und 193 durch die Einleitungsnuten 184 und 194 zu strömen.
Bei dieser Gestaltung drückt das Fluid in jedem Gegendruckraum 183, 193 die Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers, was die Wahrscheinlichkeit eines zwischen der Spitzendichtung 180, 190 und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers erzeugten Spalts reduziert.
Insbesondere können selbst bei einer Gestaltung, bei der der Drehkörper 60 durch die beiden Feststehkörper 90 und 110 mit dem Drehkörperrohr 61 gestützt ist, Abmessungs- oder Zusammenbaufehler bei der Herstellung des Drehkörpers 60 und den Feststehkörpern 90 und 110 in einem zwischen einem Flügel 131 und mindestens einer der beiden Flächen 100 und 120 der Feststehkörper erzeugten Spalt resultieren. Ein derartiger Spalt kann über die gesamte Winkelspanne, in der sich der Flügel 131 dreht, oder nur in einer konkreten Winkelspanne erzeugt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform, wie in 12 gezeigt, drücken die Flügelkörper 170, wenn sich die Flügelkörper 170 zusammen mit dem Drehkörper 60 drehen, die Spitzendichtungen 180 und 190 in die Drehrichtung M. Dies bringt jede erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b, die die Seitenfläche an der Folgeseite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 ist, in der Umfangsrichtung in Kontakt mit der ersten Körpernutseitenfläche 173b, 174b, die die Seitenfläche an der Folgeseite der Körperanbringungsnut 173, 174 ist. Diese Kontaktregion (nachstehend als eine „Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2“ bezeichnet) sieht ein Abdichten vor, wodurch diese die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass sich das Fluid zwischen jeder Spitzenrichtung 180, 190 und dem Flügelkörper 170 hindurch und somit zwischen den beiden Teilkammern Ax und Ay verschiebt.
Insbesondere erstreckt sich jede Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 der vorliegenden Ausführungsform in der Axialrichtung Z. Dies hilft, den Kontakt zwischen der ersten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b und der ersten Körpernutseitenfläche 173b, 174b aufrecht zu erhalten, selbst wenn sich die Spitzendichtung 180, 190 in der Axialrichtung Z relativ zu dem Flügelkörper 170 verschiebt.
Da die Körperanbringungsnut 173, 174 den Körperanbringungsbereich bildet, kann die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 als eine Kontaktregion zwischen dem Körperanbringungsbereich und dem Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 betrachtet werden.
Dahingegen ist ein Spielraum an der Führungsseite in der Drehrichtung M vorgesehen. Insbesondere ist ein Spielraum zwischen jeder zweiten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c und der zweiten Körpernutseitenfläche 173c, 174c vorgesehen. Wie durch die lang-kurz-kurz gestrichelten Linien in 12 angezeigt, führt der Spielraum das Fluid in den Gegendruckraum 183, 193 von der zweiten Teilkammer Ay ein. Insbesondere erleichtern bei der vorliegenden Ausführungsform die Einleitungsnuten 184, 194 die Fluidströmung von der zweiten Teilkammer Ay in den Gegendruckraum 183, 193.
Das in den Gegendruckraum 183, 193 strömende Fluid drückt die Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers. Dies erhält den Kontakt und somit das Abdichten zwischen der Spitzendichtung 180, 190 (insbesondere der Dichtungsfläche 181a, 191a) und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers aufrecht. Es ist daher unwahrscheinlich, dass ein Spalt zwischen der Spitzendichtung 180, 190 und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers erzeugt wird.
Die Tiefe der Körperanbringungsnut 173, 174 kann größer als der Vorsprungsbetrag des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 sein. Dies erhält den Gegendruckraum 183, 193 aufrecht, selbst wenn die Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b in Kontakt mit der Endfläche 171, 172 ist, was dem Problem vorbeugt, dass der Gegendruckraum 183, 193 verschwindet. Jedoch ist die Tiefe der Körperanbringungsnut 173, 174 nicht hierauf beschränkt und kann kleiner als der oder gleich dem Vorsprungsbetrag des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 sein.
Wie in 9 und 13 gezeigt, umfasst jeder Flügel 131 eine äußere Flügelendfläche 201 und eine innere Flügelendfläche 202, die die zwei Endflächen in der Radialrichtung R sind. Von den beiden Endflächen in der Radialrichtung R ist die äußere Flügelendfläche 201 an der äußeren Seite in der Radialrichtung R (liegt radial auswärts) und die innere Flügelendfläche 202 ist an der inneren Seite in der Radialrichtung R (liegt radial einwärts).
Die äußere Flügelendfläche 201 umfasst die äußere Endfläche des Flügelkörpers 170 und die äußeren Endflächen der beiden Spitzendichtungen 180 und 190. Die äußere Endfläche des Flügelkörpers 170 und die äußeren Endflächen der beiden Spitzendichtungen 180 und 190 sind in der Axialrichtung Z zusammenhängend und bündig miteinander. Die äußere Flügelendfläche 201 ist somit eine einzige Ebene.
Die äußere Flügelendfläche 201 ist in Kontakt mit der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders ungeachtet der Verschiebung des Flügels 131. Das heißt, die innere Umfangsfläche 33 des vorderen Zylinders ist in der Axialrichtung Z länger als die Verschiebespanne des Flügels 131, um den Kontakt mit der äußeren Flügelendfläche 201 ungeachtet der Verschiebung des Flügels 131 aufrecht zu erhalten.
Wie in 13 gezeigt, kann die äußere Flügelendfläche 201 eine konvexe Fläche sein, die radial auswärts gekrümmt ist, um mit der äußeren Ringumfangsfläche 73 in der Umfangsrichtung zusammenhängend zu sein. Die Krümmung der äußeren Flügelendfläche 201 ist vorzugsweise dieselbe wie die der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders. Das heißt, die äußere Flügelendfläche 201 ist vorzugsweise in ebenem Kontakt mit der Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders. Jedoch kann die äußere Flügelendfläche 201 andere Formen haben.
Auf dieselbe Weise wie die äußere Flügelendfläche 201 umfasst jede innere Flügelendfläche 202 die innere Endfläche des Flügelkörpers 170 und die inneren Endflächen der beiden Spitzendichtungen 180 und 190. Die innere Endfläche des Flügelkörpers 170 und die inneren Endflächen der beiden Spitzendichtungen 180 und 190 sind in der Axialrichtung Z zusammenhängend und bündig miteinander. Die innere Flügelendfläche 202 ist somit eine einzige Ebene.
Wie in 13 gezeigt, ist die innere Flügelendfläche 202 eine konkave Fläche, die radial auswärts gekrümmt ist. Die Krümmung der inneren Flügelendfläche 202 ist vorzugsweise dieselbe wie die der Rohraußenumfangsfläche 62. Das heißt, die innere Flügelendfläche 202 ist vorzugsweise in ebenem Kontakt mit der Rohraußenumfangsfläche 62. Jedoch kann die innere Flügelendfläche 202 andere Formen haben.
Unter Bezugnahme auf 14 und 15 wird nun der Ablauf von Vorgängen des Verdichters 10 beschrieben. 14 und 15 sind Abwicklungen, die schematisch den Drehkörper 60, die Feststehkörper 90 und 110 und die Flügel 131 zeigen. 14 und 15 zeigen den Drehkörper 60 und die Flügel 131 zu verschiedenen Phasen. Die Anschlüsse 141, 142, 151 und 161 sind schematisch in 14 und 15 gezeigt.
Wie in 14 und 15 gezeigt, dreht sich, wenn der Elektromotor 13 die Drehwelle 12 dreht, der Drehkörper 60 demgemäß. Die Flügel 131 drehen sich somit, während sie sich in der Axialrichtung Z entlang der Flächen 100 und 120 der Feststehkörper verschieben und die Positionsbeziehung zwischen einander in der Umfangsrichtung aufrechterhalten. Wie in 14 und 15 gesehen, verschieben sich die Flügel 131 nach unten, während sie sich in der Links-Rechts-Richtung verschieben. Dies ändert die Volumina der vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c und der hinteren Verdichtungskammern A5a bis A5c, was Ansaugen, Verdichten und Ausdehnen des Fluids ermöglicht. Das heißt, die Drehung und das Verschieben in der Axialrichtung Z der Flügel 131 führen das Ansaugen und das Verdichten von Fluid in den Verdichtungskammern A4 und A5 durch.
Insbesondere erhöhen sich die Volumina der ersten vorderen Verdichtungskammer A4a und des Raums in der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b, der an der Führungsseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 liegt, und diese führen ein Ansaugen von Fluid durch den vorderen Sauganschluss 141 durch.
Im Gegensatz dazu verringern sich die Volumina der dritten vorderen Verdichtungskammer A4c und des Raums in der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b, der an der Folgeseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 liegt (der Folgeraum), sowie sich der Drehkörper 60 dreht und diese führen ein Verdichten des Fluids durch. Insbesondere wird das Fluid in der dritten vorderen Verdichtungskammer A4c verdichtet und das in der dritten vorderen Verdichtungskammer A4c verdichtete Fluid wird in dem Folgeraum der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b weiter verdichtet.
Wenn der Druck in dem Folgeraum der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b den Grenzwert übersteigt, öffnet sich das vordere Ventil 152, was es dem in der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b verdichteten Fluid ermöglicht, durch die vorderen Abgabeanschlüsse 151 in die Abgabekammer A1 abgegeben zu werden. Dasselbe gilt für die hintere Verdichtungskammer A5. Wie vorstehend beschrieben, resultiert die Drehung des Drehkörpers 60 und der Flügel 131 in einem Zyklus von Ansaugen und Verdichten, der 480° entspricht, der in den drei Teilkammern in jeder der Verdichtungskammern A4 und A5 wiederholt wird. Insbesondere wird in jeder Verdichtungskammer A4, A5 das Fluid angesaugt und ausgedehnt in der Phase zwischen 0° und 240° und das Fluid wird in der Phase zwischen 240° und 480° verdichtet.
Zum Beispiel wird angenommen, dass die Winkelposition der Umfangsmitte der zweiten vorderen flachen Fläche 102 0° ist und der erste Flügel 131 an dieser Umfangsmitte liegt. Zusätzlich wird angenommen, dass sich der Winkel in der Drehrichtung M von dieser Winkelposition 0° erhöht. In diesem Fall wird, während sich der erste Flügel 131 von der Winkelposition 0° zu der Winkelposition 240° verschiebt, das Fluid in die Teilkammer angesaugt, die auf der Folgeseite des ersten Flügels 131 liegt.
Insbesondere hält, da die vordere Saugöffnung 141a sich mindestens von der Führungskante der zweiten vorderen flachen Fläche 102 zu der Winkelposition 120° erstreckt, das Ansaugen des Fluids an, bis der erste Flügel 131 die Winkelposition 240° erreicht. Dies beschränkt eine Ausdehnung des Fluids in dieser Teilkammer, wodurch die Effizienz verbessert wird.
Während sich der zweite Flügel 131, der an der Folgeseite des ersten Flügels 131 ist, von der Winkelposition 120° zu der Winkelposition 360° verschiebt, wird das Fluid in der Teilkammer an der Führungsseite des zweiten Flügels 131 verdichtet.
Die drei vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c sind bei verschiedenen Phasen. Das heißt, der durch die vordere Drehkörperfläche 71, die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers, die Rohraußenumfangsfläche 62 und die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders definierte Raum ist durch die Flügel 131 in drei Verdichtungskammern bei verschiedenen Phasen geteilt. Bei der vorliegenden Ausführungsform findet, während sich der Drehkörper 60 um 480° dreht, das Ansaugen und das Verdichten von Fluid in jeder der drei vorderen Verdichtungskammern und der drei hinteren Verdichtungskammern statt.
Bei der vorstehenden Beschreibung sind die drei durch die Flügel 131 getrennten vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c in Bezug auf die Positionsbeziehung mit dem vorderen Sauganschluss 141 und den vorderen Abgabeanschlüssen 151 definiert. Jedoch können die vorderen Verdichtungskammern A4a bis A4c unter einem anderen Gesichtspunkt beschrieben werden. Zum Beispiel richtet sich die nachstehende Beschreibung auf einen Zyklus in einer Verdichtungskammer.
Sowie sich der erste Flügel 131 zu der Führungsseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102 verschiebt, ist eine mit dem vorderen Sauganschluss 141 zusammenhängende Verdichtungskammer an der Folgeseite des ersten Flügels 131 vorgesehen. Das Volumen dieser Verdichtungskammer erhöht sich, sowie sich der Flügel 131 dreht, während beibehalten wird, dass diese mit dem vorderen Sauganschluss 141 zusammenhängend ist. Das Fluid wird somit in diese Verdichtungskammer angesaugt.
Dann verschiebt sich der zweite Flügel 131 zu der Führungsseite der zweiten vorderen flachen Fläche 102, sodass die Verdichtungskammer durch die ersten und zweiten Flügel 131 definiert ist. Das Fluid wird in diese Verdichtungskammer angesaugt, bis der zweite Flügel 131 das Führungsende der vorderen Saugöffnung 141a erreicht.
Der zweite Flügel 131 fährt fort, sich über das Führungsende der vorderen Saugöffnung 141a hinaus zu der Führungsseite zu verschieben, sodass die Verdichtungskammer nicht länger mit dem vorderen Sauganschluss 141 zusammenhängend ist. Sowie sich der Drehkörper 60 weiterdreht, wird die Verdichtungskammer zusammenhängend mit den vorderen Abgabeanschlüssen 151. In diesem Stadium verringert sich das Volumen der Verdichtungskammer, sowie sich der Drehkörper 60 dreht, wodurch das Fluid in der Verdichtungskammer verdichtet wird. Dann wird, wenn der zweite Flügel 131 eine Position erreicht, bei der dieser in Kontakt mit der zweiten vorderen flachen Fläche 102 kommt, das Volumen der Verdichtungskammer 0 und ein Zyklus von Ansaugen und Verdichten in der Verdichtungskammer ist abgeschlossen.
Die vorliegende Ausführungsform hat die nachstehenden Vorteile.
(1-1) Der Verdichter 10 umfasst die Drehwelle 12, den Drehkörper 60, der sich zusammen mit der Drehwelle 12 dreht, die Feststehkörper 90 und 110, die sich nicht zusammen mit der Drehwelle 12 drehen, und die Flügel 131, die in die Flügelnuten 130 eingesetzt sind, die in dem Drehkörper 60 vorgesehen sind, und sich drehen, während sie sich in der Axialrichtung Z verschieben, sowie sich der Drehkörper 60 dreht. Der Drehkörper 60 hat die Drehkörperflächen 71 und 72, die die Axialrichtung Z schneiden. Die Feststehkörper 90 und 110 haben die Flächen 100 und 120 der Feststehkörper, die den jeweiligen Drehkörperflächen 71 und 72 in der Axialrichtung Z zugewandt sind. Der Verdichter 10 umfasst die Verdichtungskammern A4 und A5, die durch die Drehkörperflächen 71 und 72 und die Flächen 100 und 120 der Feststehkörper definiert sind. Die Flügel 131 drehen sich, während sie sich in der Axialrichtung Z verschieben, was das Ansaugen und Verdichten von Fluid in den Verdichtungskammern A4 und A5 veranlasst.
Jeder Flügel 131 umfasst den Flügelkörper 170, der in eine Flügelnut 130 eingesetzt ist, und die Spitzendichtungen (Dichtbauteile) 180 und 190, die an den jeweiligen Endflächen 171, 172 des Flügelkörpers 170 in der Axialrichtung Z angebracht sind, um in der Axialrichtung Z relativ zu dem Flügelkörper 170 verschiebbar zu sein. Das Fluid (der Fluiddruck) in jedem Gegendruckraum 183, 193, der zwischen dem Flügelkörper 170 und der Spitzendichtung 180, 190 vorgesehen ist, drückt die Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers, sodass die Spitzendichtung 180, 190 in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist.
Die Spitzendichtung 180, 190, die durch das Fluid (den Fluiddruck) in dem Gegendruckraum 183, 193 gedrückt wird, und somit in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist, gewährleistet das Abdichten zwischen dem Flügel 131 und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers. Daher ist es unwahrscheinlich, dass ein Spalt zwischen dem Flügel 131 und jeder Fläche 100, 120 des Feststehkörpers erzeugt wird.
(1-2) Die vordere Verdichtungskammer A4 umfasst die erste Teilkammer Ax und die zweite Teilkammer Ay, die auf den entgegengesetzten Seiten von jedem Flügel 131 in der Umfangsrichtung liegen. Die erste Teilkammer Ax liegt an der Folgeseite des Flügels 131 und die zweite Teilkammer Ay liegt an der Führungsseite des Flügels 131. Jede Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 hat die Körperanbringungsnut 173, 174, die ein Körperanbringungsbereich ist. Jede Spitzendichtung 180, 190 umfasst den Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192, der an der Körperanbringungsnut 173, 174 angebracht ist. Der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 und die Körperanbringungsnut 173, 174 (insbesondere die erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b) sind einander in der Umfangsrichtung der Drehwelle 12 zugewandt.
Bei dieser Gestaltung kommt, wenn sich der Flügel 131 (insbesondere der Flügelkörper 170) zusammen mit dem Drehkörper 60 dreht, der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 in der Umfangsrichtung in Kontakt mit der Körperanbringungsnut 173, 174. Diese Kontaktregion, die die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 ist, gewährleistet das Abdichten zwischen dem Flügelkörper 170 und der Spitzendichtung 180, 190, wodurch diese ein Verschieben von Fluid zwischen den beiden Teilkammern Ax und Ay durch den Gegendruckraum 183, 193 beschränkt.
(1-3) Die vorliegende Ausführungsform verwendet die Körperanbringungsnuten 173 und 174, die in den Endflächen 171 und 172 des Flügelkörpers 170 vorgesehen sind, als Körperanbringungsbereiche. Jede Körperanbringungsnut 173, 174 umfasst die erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b, die an der Folgeseite ist, und die zweite Körpernutseitenfläche 173c, 174c, die an der Führungsseite ist.
Jede Spitzendichtung 180, 190 hat den Dichtungskörper 181, 191, der in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist. Der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 steht von dem Dichtungskörper 181, 191 in Richtung der Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 vor. Der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 umfasst die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b, die an der Folgeseite ist, und die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c, die an der Führungsseite ist.
Die Spitzendichtung 180, 190 ist an dem Flügelkörper 170 durch Einsetzen des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 in die Körperanbringungsnut 172, 174 angebracht. Die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b und die erste Körpernutseitenfläche 173b, 174b sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt.
Bei dieser Gestaltung ist der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 in die Körperanbringungsnut 173, 174 eingesetzt, sodass die Spitzendichtung 180, 190 an dem Flügelkörper 170 angebracht ist. Somit bringt die Drehung des Flügels 131 (insbesondere des Flügelkörpers 170) die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b in der Umfangsrichtung in Kontakt mit der ersten Körpernutseitenfläche 173b, 174b. Diese Kontaktregion, die die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 ist, gewährleistet das Abdichten zwischen dem Flügelkörper 170 und der Spitzendichtung 180, 190.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erstreckt sich jede Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 in der Axialrichtung Z. Somit ist es wahrscheinlich, dass der Kontakt zwischen der ersten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b und der ersten Körpernutseitenfläche 173b, 174b aufrechterhalten wird, selbst wenn die Spitzendichtung 180, 190 sich in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers verschiebt. Dies beschränkt ein Austreten von Fluid durch die Gegendruckräume 183 und 193 und ein Ablösen der Spitzendichtungen 180 und 190.
(1-4) Der Kontakt zwischen der ersten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182b, 192b und der ersten Körpernutseitenfläche 173b, 174b erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass ein Spielraum die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c von der zweiten Körpernutseitenfläche 173c, 174c trennt. Dieser Spielraum erleichtert die Strömung von Fluid in den Gegendruckraum 183, 193 von der zweiten Teilkammer Ay. Das Fluid in der zweiten Teilkammer Ay tendiert dazu, einen höheren Druck als das Fluid in der ersten Teilkammer Ax zu haben. Zum Beispiel hat bei dem Flügel 131, der die dritte vordere Verdichtungskammer A4c von der zweiten vorderen Verdichtungskammer A4b trennt, die zweite vordere Verdichtungskammer A4b einen höheren Druck. Dies erhöht die Kraft des Fluids, das die Spitzendichtungen 180 und 190 drückt, in den Gegendruckräumen 183 und 193. Das Abdichten zwischen dem Flügel 131 und den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper ist somit verbessert.
(1-5) Jede Spitzendichtung 180, 190 umfasst die Einleitungsnuten 184, 194 zum Einleiten des Fluids in den Gegendruckraum 183, 193 von der zweiten Teilkammer Ay.
Bei dieser Gestaltung erleichtern die Einleitungsnuten 184 und 194 das Einleiten des Fluids in die Gegendruckräume 183 und 193 von der zweiten Teilkammer Ay. Somit drückt das Fluid in der zweiten Teilkammer Ay, das dazu tendiert, einen relativ hohen Druck zu haben, jede Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers. Dies verbessert das Abdichten zwischen dem Flügel 131 und den Flächen 100 und 120 der Feststehkörper weiter.
(1-6) Die Einleitungsnuten 184, 194 liegen näher an der zweiten Teilkammer Ay als die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2. Die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 beschränkt ein Austreten des Fluids in dem Gegendruckraum 183, 193, das durch die Einleitungsnuten 184, 194 eingeleitet ist, in die erste Teilkammer Ax. Dies hilft, das Problem zu lösen, dass die Einleitungsnuten 184, 194 ein Austreten von Fluid von der zweiten Teilkammer Ay in die erste Teilkammer Ax veranlassen können.
(1-7) Jede Einleitungsnut 184, 194 erstreckt sich entlang der zweiten Dichtungsvorsprungseitenfläche 182c, 192c und einem Bereich der Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b, der an der Führungsseite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 ist.
Bei dieser Gestaltung kann, selbst wenn die Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b in Kontakt mit der Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 ist, das Fluid in der zweiten Teilkammer Ay immer noch in den Gegendruckraum 183, 193 strömen.
Zweite Ausführungsform
Wie in 16 gezeigt, sind bei dieser Ausführungsform die ersten Körpernutseitenflächen 212 und 215 und die zweiten Körpernutseitenflächen 213 und 216 bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, sodass die Körperanbringungsnuten 211 und 214 mit zunehmender Vertiefung allmählich schmaler werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist jede erste Körpernutseitenfläche 212, 215 mit zunehmender Vertiefung der Körperanbringungsnut 211, 214 von der Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung M versetzt (anders gesagt sowie sie sich in Richtung der Körpernutbodenfläche 173a, 174a erstreckt).
In Übereinstimmung mit der Körperanbringungsnut 211, 214, die mit zunehmender Vertiefung allmählich schmaler wird, wird der Dichtungsanbringungsvorsprung 221, 224 von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende allmählich schmaler. Insbesondere sind in Übereinstimmung mit der Neigung der ersten Körpernutseitenfläche 212, 215 und der zweiten Körpernutseitenfläche 213, 216 die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 und die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 223, 226 bezüglich der Axialrichtung Z geneigt. Die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 ist von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung M versetzt.
Die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 und die erste Körpernutseitenfläche 212, 215 sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt. Bei dieser Ausführungsform sind diese Seitenflächen unter demselben Winkel geneigt. Ebenso sind die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 223, 226 und die zweite Körpernutseitenfläche 213, 216 einander in der Umfangsrichtung zugewandt. Bei dieser Ausführungsform sind diese Seitenflächen unter demselben Winkel geneigt.
Bei dieser Gestaltung wird, wenn sich der Flügel 131 (insbesondere der Flügelkörper 170) zusammen mit dem Drehkörper 60 dreht, jede erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 in der Umfangsrichtung in Kontakt mit der ersten Körpernutseitenfläche 212, 215 gebracht. Demgemäß ist die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 bezüglich der Axialrichtung Z geneigt.
Auf dieselbe Weise wie die erste Ausführungsform ist der Gegendruckraum 183, 193 zwischen der Spitzendichtung 180, 190 und dem Flügelkörper 170 erzeugt. Der Gegendruckraum 183, 193 drückt die Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers.
Die vorliegende Ausführungsform hat die nachstehenden Vorteile.
(2-1) Jede erste Körpernutseitenfläche 212, 215 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um mit zunehmender Vertiefung der Körperanbringungsnut 211, 214 allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung M versetzt zu sein. Die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung M versetzt zu sein. Die erste Körpernutseitenfläche 212, 215 und die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt.
Bei dieser Gestaltung wird, wenn der Flügelkörper 170 sich zusammen mit dem Drehkörper 60 dreht, die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 in Kontakt mit der ersten Körpernutseitenfläche 212, 215 gebracht und die Kontaktregion, die die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 ist, empfängt eine Drückkraft F1, F2, die in einer zu der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 senkrechen Richtung wirkt.
Die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um mit zunehmender Entfernung von der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung M versetzt zu sein. Somit umfasst die Drückkraft F1, F2 eine Komponente in der Axialrichtung Z, insbesondere eine Komponente in der Richtung in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers. Dies drückt die Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers, wodurch das Abdichten an der distalen Endkontaktregion Pa1, Pa2 verbessert wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 223, 226 und die zweite Körpernutseitenfläche 213, 216 bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, aber diese Flächen können in derselben Richtung und unter demselben Winkel wie die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche 222, 225 und die erste Körpernutseitenfläche 212, 215 geneigt sein. In diesem Fall sind die Breite der Körperanbringungsnut 211, 214 und die Breite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 221, 224 gleichförmig. Die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 223, 226 und die zweite Körpernutseitenfläche 213, 216 können parallel zu der Axialrichtung Z sein. Das heißt, die zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche 223, 226 und die zweite Körpernutseitenfläche 213, 216 können irgendeine Gestaltung haben.
Dritte Ausführungsform
Wie in 17 gezeigt, sind bei dieser Ausführungsform die Dichtungsanbringungsvorsprünge 182 und 192 und die Körperanbringungsnuten 173 und 174 näher an der ersten Teilkammer Ax als an der zweiten Teilkammer Ay. Insbesondere ist die Mittellinie, die durch die Umfangsmitte des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 und der Körperanbringungsnut 173, 174 tritt, an einer Position, die von der Mittellinie, die durch die Umfangsmitte der Spitzendichtung 180, 190 tritt, in Richtung der ersten Teilkammer Ax versetzt ist (anders gesagt an einer Position, die in Richtung der Folgeseite versetzt ist). Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 der „Kontaktregion zwischen zwei Anbringungsbereichen“ .
Der Betrieb der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
Wie in 17 gezeigt, empfängt jede Spitzendichtung 180, 190 eine erste Drückkraft Ff1, Fr1, die durch das Fluid in der ersten Teilkammer Ax aufgebracht wird, und eine zweite Drückkraft Ff2, Fr2, die durch das Fluid in der zweiten Teilkammer Ay aufgebracht wird. Die erste Drückkraft Ff1, Fr1 wirkt in einer zu der Linie, die die distale Endkontaktregion Pa1, Pa2 mit der Kante der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 verbindet, die näher an der Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b ist, senkrechten Richtung. Die zweite Drückkraft Ff2, Fr2 wirkt in einer zu der Linie, die die distale Endkontaktregion Pa1, Pa2 mit der Kante der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 verbindet, die näher an der Körpernutbodenfläche 173a, 174a ist, senkrechten Richtung. Die zweite Drückkraft Ff2, Fr2 ist wahrscheinlich größer als die erste Drückkraft Ff1, Fr1.
Da sich die zweite Drückkraft Ff2, Fr2 in Größe und Richtung von der ersten Drückkraft Ff1, Fr1 unterscheidet, gibt es ein Ungleichgewicht zwischen diesen Kräften. Jede Spitzendichtung 180, 190 empfängt die Resultierende der ersten Drückkraft Ff1, Fr1 und der zweiten Drückkraft Ff2, Fr2.
Mit dieser Gestaltung fanden die Erfinder der Anmeldung heraus, dass jede Spitzendichtung 180, 190 eine Drückkraft empfängt, die in einer Richtung weg von der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers wirkt, wenn die distale Endkontaktregion Pa1, Pa2, die die Kontaktregion zwischen der Dichtungsfläche 181a, 191a und der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist, näher an der ersten Teilkammer Ax ist als die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2, anders gesagt, wenn die distale Endkontaktregion Pa1, Pa2 an der Folgeseite der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 in der Drehrichtung M ist.
Zum Beispiel, wie in dem vorderen Teil von 17 gezeigt, ist es, wenn die vordere Spitzendichtung 180 in Kontakt mit der vorderen gekrümmten Fläche 103 ist, die bezüglich der Drehrichtung M aufwärts geneigt ist, wahrscheinlich, dass die vordere distale Endkontaktregion Pa1 an der Führungsseite in der Drehrichtung M der vorderen Seitenflächenkontaktregion Pb1 positioniert ist. Demgemäß ist es wahrscheinlich, dass die Resultierende der vorderen ersten Drückkraft Ff1 und der vorderen zweiten Drückkraft Ff2 in der Richtung in Richtung der Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers wirkt. Dies hilft, die vordere Spitzendichtung 180 in Richtung der Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers zu drücken, was das Abdichten an der vorderen distalen Endkontaktregion P1a verbessert.
Im Gegensatz dazu ist an der hinteren Seite die hintere Spitzendichtung 190 in Kontakt mit der hinteren gekrümmten Fläche 123, die bezüglich der Drehrichtung M abwärts geneigt ist. Folglich ist es wahrscheinlich, dass die hintere distale Endkontaktregion Pa2 an der Folgeseite der Mitte in der Breitenrichtung der hinteren Dichtungsfläche 191a positioniert ist. Aus diesem Grund kann die hintere distale Endkontaktregion Pa2 an der Folgeseite der hinteren Seitenflächenkontaktregion Pb2 positioniert sein. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass die Resultierende der ersten hinteren Drückkraft Fr1 und der zweiten hinteren Drückkraft Fr2 in einer Richtung weg von der Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers wirkt.
Diesbezüglich sind, wie in 17 gezeigt, der hintere Dichtungsanbringungsvorsprung 192 und die hintere Körperanbringungsnut 174 der vorliegenden Ausführungsform angeordnet, um näher an der ersten Teilkammer Ax zu sein, sodass die hintere Seitenflächenkontaktregion Pb2 nahe der ersten Teilkammer Ax positioniert ist. Demgemäß ist es weniger wahrscheinlich, dass die hintere distale Endkontaktregion Pa2 an der Folgeseite der hinteren Seitenflächenkontaktregion Pb2 positioniert ist, was die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass die Komponente in der Axialrichtung Z der Resultierenden der ersten hinteren Drückkraft Fr1 und der zweiten hinteren Drückkraft Fr2 in einer Richtung weg von der Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers wirkt. Ferner wäre, selbst wenn die hintere distale Endkontaktregion Pa2 an der Folgeseite der hinteren Seitenflächenkontaktregion Pb2 positioniert ist, der Abstand zwischen diesen Regionen in der Umfangsrichtung und daher die Komponente der in einer Richtung weg von der Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers wirkenden Kraft klein. Dies beschränkt eine Ablösung der hinteren Spitzendichtung 190 von der Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers.
Die vorliegende Ausführungsform hat die nachstehenden Vorteile.
(3-1) Jede Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist eine ringförmige Fläche und umfasst die zweite flache Fläche 102, 122, die eine Feststehkörperkontaktfläche in Kontakt mit der Drehkörperfläche 71, 72 ist, und die beiden gekrümmten Flächen 103, 123, die an den entgegengesetzten Seiten in der Umfangsrichtung der zweiten flachen Fläche 102, 122 liegen. Die beiden gekrümmten Flächen 103, 123 sind in der Axialrichtung Z gekrümmt, sodass sich der Abstand zu der Drehkörperfläche 71, 72 allmählich erhöht, wenn sich die gekrümmten Flächen 103, 123 weg von der zweiten flachen Fläche 102, 122 in der Umfangsrichtung erstrecken. Der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 und die Körperanbringungsnut 173, 174 sind näher an der ersten Teilkammer Ax als an der zweiten Teilkammer Ay. Anders gesagt sind der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 und die Körperanbringungsnut 173, 174 von der Umfangsmitte der Spitzendichtung 180, 190 in Richtung der Folgeseite versetzt.
Somit ist die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 in Richtung der Folgeseite versetzt, was die Wahrscheinlichkeit reduziert, dass die distale Endkontaktregion Pa1, Pa2 an der Folgeseite der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 liegt. Ferner wäre, selbst wenn die distale Endkontaktregion Pa1, Pa2 an der Folgeseite der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 positioniert ist, der Abstand zwischen diesen Kontaktregionen klein. Dies begrenzt oder reduziert die auf die Spitzendichtung 180, 190 in einer Richtung weg von der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers wirkende Kraft. Demgemäß ist es, wenn sich die Spitzendichtung 180, 190 entlang der gekrümmten Fläche 103, 123 verschiebt, die bezüglich der Drehrichtung M abwärts geneigt ist, weniger wahrscheinlich, dass sich das Abdichten an der distalen Endkontaktregion Pa1, Pa2 verringert.
Vierte Ausführungsform
Die vierte Ausführungsform wird nun beschrieben. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in der Anbringungsgestaltung zwischen dem Flügelkörper und der Spitzendichtung.
Wie in 18 gezeigt, hat bei dieser Ausführungsform jeder Dichtungskörper 181, 191 eine Dichtungsanbringungsnut 231, 234, die in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers von der Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b vertieft ist. Die Dichtungsanbringungsnut 231, 234, die als ein Dichtungsanbringungsbereich dient, kann eine Breite in der Dickenrichtung des Flügels 131 haben und sich in der Radialrichtung R erstrecken. Jede Dichtungsanbringungsnut 231, 234 hat eine erste Dichtungsnutseitenfläche 232, 235, die an der Folgeseite in der Drehrichtung M ist, und eine zweite Dichtungsnutseitenfläche 233, 236, die an der Führungsseite in der Drehrichtung M ist. Die zweite Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um mit zunehmender Vertiefung der Dichtungsanbringungsnut 231, 234 allmählich in Richtung der Folgeseite versetzt zu sein.
Jeder Flügelkörper 170 hat Körperanbringungsvorsprünge 241 und 244, die von den jeweiligen Endflächen 171 und 172 des Flügelkörpers 170 in Richtung der Flächen 100 und 120 der Feststehkörper vorstehen. Jeder Körperanbringungsvorsprung 241, 244, der als ein Körperanbringungsbereich dient, kann ein Grat sein, der eine Breite in der Dickenrichtung des Flügels 131 hat und sich in der Radialrichtung R erstreckt. Der Körperanbringungsvorsprung 241, 244 hat eine erste Körpervorsprungseitenfläche 242, 245, die an der Folgeseite in der Drehrichtung M ist, und eine zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246, die an der Führungsseite in der Drehrichtung M ist.
Die zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des Körperanbringungsvorsprungs 241, 244 allmählich in Richtung der Folgeseite versetzt zu sein.
Der Körperanbringungsvorsprung 241, 244 ist ein Teil des Flügelkörpers 170. Der Körperanbringungsvorsprung 241, 244 ist aus einem Material gefertigt, das härter als die Spitzendichtung 180, 190 ist, wie beispielsweise Metall.
Bei dieser Gestaltung ist jeder Körperanbringungsvorsprung 241, 244 in die Dichtungsanbringungsnut 231, 234 eingesetzt, sodass die Spitzendichtung 180, 190 an dem Flügelkörper 170 angebracht ist. Die erste Dichtungsnutseitenfläche 232, 235 und die erste Körpervorsprungseitenfläche 242, 245 sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt und die zweite Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 und die zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246 sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt. Folglich wird, wenn sich der Flügelkörper 170 zusammen mit dem Drehkörper 60 dreht, die zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246, die die Seitenfläche an der Führungsseite des Körperanbringungsvorsprungs 241, 244 ist, in Kontakt mit der zweiten Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 gebracht, die die Seitenfläche an der Führungsseite der Dichtungsanbringungsnut 231, 234 in der Umfangsrichtung ist. Diese Kontaktregion (insbesondere die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2) sieht ein Abdichten vor und blockiert das Fluid.
Auf dieselbe Weise wie die erste Ausführungsform ist der Gegendruckraum 183, 193 zwischen jeder Spitzendichtung 180, 190 und dem Flügelkörper 170 erzeugt. Der Gegendruckraum 183, 193 drückt die Spitzendichtung 180, 190 zu der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers.
Die vorliegende Ausführungsform hat die nachstehenden Vorteile.
(4-1) Die Spitzendichtungen 180 und 190 sind aus einem weicheren Material als der Flügelkörper 170 gefertigt. Jede Spitzendichtung 180, 190 hat den Dichtungskörper 181, 191, der in Kontakt mit der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers ist. Der Dichtungskörper 181, 191 hat die Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b, die der Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 zugewandt ist. Ferner hat die Spitzendichtung 180, 190 die Dichtungsanbringungsnut 231, 234, die von der Dichtungskörperbodenfläche 181b, 191b vertieft ist. Der Flügelkörper 170 hat den Körperanbringungsvorsprung 241, 244, der von jeder Endfläche 171, 172 des Flügelkörpers 170 vorsteht. Der Körperanbringungsvorsprung 241, 244 ist in die Dichtungsanbringungsnut 231, 234 eingesetzt, sodass die Spitzendichtung 180, 190 an dem Flügelkörper 170 angebracht ist.
Bei dieser Gestaltung ist der Körperanbringungsvorsprung 241, 244 in die Dichtungsanbringungsnut 231, 234 eingesetzt, sodass die Spitzendichtung 180, 190 an dem Flügelkörper 170 angebracht ist. Diese Gestaltung reduziert ein Ablösen der Spitzendichtungen 180 und 190 im Vergleich zu der ersten Ausführungsform, bei der die Dichtungsanbringungsvorsprünge 182 und 192 in die jeweiligen Körperanbringungsnuten 173 und 174 eingesetzt sind.
Insbesondere kann bei einer Gestaltung, bei der wie bei der ersten Ausführungsform jeder Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 in die Körperanbringungsnut 173, 174 eingesetzt ist, der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 keine hohe Steifigkeit haben, und sich somit verformen, was in einem Ablösen der Spitzendichtung 180, 190 von dem Flügelkörper 170 resultiert.
Die Spitzendichtung 180, 190, die als ein Dichtbauteil dient, ist aus einem weichen Material gefertigt, das sich einfach verformt, um die Dichtleistung zu erhöhen. Aus diesem Grund ist es wahrscheinlich, dass die Spitzendichtung 180, 190 eine geringe Steifigkeit hat, die in dem Ablösen resultieren kann.
Im Gegensatz dazu setzt die vorliegende Ausführungsform jeden Körperanbringungsvorsprung 241, 244 des Flügelkörpers 170 in die Dichtungsanbringungsnut 231, 234 ein. Der Körperanbringungsvorsprung 241, 244 ist ein Teil des Flügelkörpers 170, der härter als die Spitzendichtungen 180 und 190 ist, und somit im Vergleich zu den Spitzendichtungen 180 und 190 (den Dichtungsanbringungsvorsprüngen 182 und 192) einer Verformung widersteht. Ferner ermöglicht im Vergleich zu der Gestaltung, die die Dichtungsanbringungsvorsprünge 182 und 192 umfasst, die Gestaltung, die die Dichtungsanbringungsnuten 231 und 234 umfasst, den Spitzendichtungen 180 und 190, eine höhere Steifigkeit zu haben. Dies reduziert das Problem, dass die Spitzendichtungen 180 und 190 verformt und von dem Flügelkörper 170 abgelöst werden.
(4-2) Jede Dichtungsanbringungsnut 231, 234 hat die erste Dichtungsnutseitenfläche 232, 235 an der Folgeseite und die zweite Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 an der Führungsseite. Jeder Körperanbringungsvorsprung 241, 244 hat die erste Körpervorsprungseitenfläche 242, 245 an der Folgeseite und die zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246 an der Führungsseite. Die zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246 und die zweite Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 sind einander in der Umfangsrichtung zugewandt.
Die zweite Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um mit zunehmender Vertiefung der Dichtungsanbringungsnut 231, 234 allmählich in Richtung der Folgeseite versetzt zu sein. Die zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246 ist bezüglich der Axialrichtung Z geneigt, um von dem proximalen Ende zu dem distalen Ende des Körperanbringungsvorsprungs 241, 244 allmählich in Richtung der Folgeseite versetzt zu sein.
Bei dieser Gestaltung wird, wenn sich der Flügelkörper 170 zusammen mit dem Drehkörper 60 dreht, jede zweite Körpervorsprungseitenfläche 243, 246 in Kontakt mit der zweiten Dichtungsnutseitenfläche 233, 236 gebracht. Durch diese Kontaktregion, die die Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2 ist, empfängt die Spitzendichtung 180, 190 die Drückkraft F1, F2, die eine Komponente umfasst, die in die Richtung in Richtung der Fläche 100, 120 des Feststehkörpers wirkt. Die Drückkraft F1, F2 drückt die Spitzendichtung 180, 190 gegen die Fläche 100, 120 des Feststehkörpers, wodurch das Abdichten an der distalen Endkontaktregion Pa1, Pa2 verbessert wird.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können wie folgt abgewandelt werden. Die Ausführungsformen und die folgenden Abwandlungen können in dem Maß kombiniert werden, das keine technischen Widersprüche verursacht.
Wie in 19 gezeigt, kann bei der Gestaltung, bei der jede Körperanbringungsnut 173, 174 an der Umfangsmitte (der Mitte in der Breitenrichtung) des Flügelkörpers 170 vorgesehen ist, die Breite D1, D2 der Körperanbringungsnut 173, 174 größer als die halbe Flügelbreite D0 sein, die die Breite des Flügels 131 ist. In diesem Fall kann die Breite des Dichtungsanbringungsvorsprungs 182, 192 gemäß der Körperanbringungsnut 173, 174 erhöht sein.
Bei dieser Gestaltung ermöglicht die erhöhte Breite D1, D2 der Körperanbringungsnut 173, 174 der Seitenflächenkontaktregion Pb1, Pb2, demgemäß näher an der ersten Teilkammer Ax zu sein. Diese Gestaltung hat somit Vorteil (3-1), der vorstehend beschrieben ist.
Die Einleitungsnuten 184 und 194 können in dem Flügelkörper 170 anstatt in den Spitzendichtungen 180 und 190 vorgesehen sein oder können in sowohl den Spitzendichtungen 180 und 190 als auch dem Flügelkörper 170 vorgesehen sein. Das heißt, irgendeine Gestaltung kann verwendet werden, solange eine Einleitungsnut 184, 194 in der Spitzendichtung 180, 190 und/oder dem Flügelkörper 170 vorgesehen ist.
Die Einleitungsnuten 184 und 194 können weggelassen werden.
Die Form und die Position der Spitzendichtungen 180 und 190 kann frei geändert werden, solange sie an dem Flügelkörper 170 angebracht sind, um in der Axialrichtung Z verschiebbar zu sein.
Eine der Spitzendichtungen 180 und 190 kann weggelassen werden. Das heißt, die Spitzendichtung kann an nur einer der vorderen Seite und der hinteren Seite vorgesehen sein. In diesem Fall hat das Ende des Flügelkörpers 170, das keine Spitzendichtung umfasst, vorzugsweise eine Dichtungsfläche, die in Kontakt mit einer Fläche des Feststehkörpers ist. Das heißt, der Flügel 131 kann aus zwei Teilen, einem Flügelkörper und einer Spitzendichtung, zusammengesetzt sein.
Solange der Dichtungsanbringungsvorsprung 182, 192 und die Körperanbringungsnut 173, 174 einander zugewandt sind, können sie miteinander in der Umfangsrichtung in Kontakt sein oder voneinander beabstandet sein, wenn sich der Drehkörper 60 nicht dreht. Dasselbe gilt für die Körperanbringungsvorsprünge 241 und 244 und die Dichtungsanbringungsnuten 231 und 234.
Die Drehkörperflächen 71 und 72 können bezüglich der Axialrichtung Z geneigt sein. In diesem Fall können die vorderen flachen Flächen 101 und 102 und die hinteren flachen Flächen 121 und 122 zu der Axialrichtung Z senkrecht sein oder unter demselben Winkel wie die Drehkörperflächen 71 und 72 geneigt sein, um in ebenem Kontakt mit den Drehkörperflächen 71 und 72 zu sein.
Das Drehkörperrohr 61 kann einen Ausschnittbereich oder einen Vorsprung umfassen. Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen ist das Drehkörperrohr 61 zylindrisch, das heißt, es hat einen kreisförmigen Querschnitt, aber es kann einen nicht-kreisförmigen Querschnitt haben. Solange jedes Einsetzloch 91, 111 des Feststehkörpers der Form des Drehkörperrohrs 61 entsprechend geformt ist, um einen Spalt zwischen der inneren Wandfläche, die das Einsetzloch 91, 111 des Feststehkörpers definiert, und dem Drehkörperrohr 61 zu reduzieren, muss das Einsetzloch 91, 111 des Feststehkörpers nicht kreisförmig sein. Zusätzlich kann, wenn das Drehkörperrohr 61 einen Ausschnittbereich hat, ein zusätzliches Bauteil in den Ausschnittbereich gepasst sein.
Der Drehkörper kann eine kreisförmige Platte sein, die keinerlei Vorsprung hat, der sich von den Drehkörperflächen 71 und 72 in der Axialrichtung Z erstreckt. Der Drehkörper muss nicht durch die beiden Feststehkörper 90 und 110 gestützt sein. In diesem Fall kann die vordere Verdichtungskammer A4 durch die Außenumfangsfläche der Drehwelle 12 definiert sein. Das heißt, die vordere Verdichtungskammer A4 muss nicht durch die Rohraußenumfangsfläche 62 definiert sein und kann irgendeine Gestaltung haben, solange sie durch die vordere Drehkörperfläche 71 und die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers definiert ist. Dasselbe gilt für die hintere Verdichtungskammer A5.
Die Anzahl der Wellenlager 51 und 53 ist nicht auf zwei beschränkt und kann eins sein. Zum Beispiel kann das hintere Wellenlager 53 weggelassen werden. Drei oder mehr Wellenlager können vorgesehen sein.
Bei der vorliegenden Ausführungsform definieren der vordere Zylinder 30 und die hintere Platte 40 die Unterbringungskammer A3. Jedoch kann die Unterbringungskammer A3 auf irgendeine Weise definiert sein.
Zum Beispiel kann der Verdichter 10 eine vordere Platte anstatt des vorderen Zylinders 30 umfassen. Ferner kann der Verdichter 10 einen hinteren Zylinder, der eine Umfangswand und eine Endwand hat, anstatt der hinteren Platte 40 umfassen. In diesem Fall ist der hintere Zylinder an die vordere Platte angelegt, um die Unterbringungskammer A3 zu definieren.
Alternativ kann der Verdichter 10 zwei Zylinder umfassen, die die Unterbringungskammer A3 definieren. Ferner kann die hintere Platte 40 weggelassen werden und die Unterbringungskammer A3 kann durch den vorderen Zylinder 30 und die hintere Gehäuseendwand 23 definiert sein.
Solange jede Verdichtungskammer A4, A5 durch die Drehkörperfläche 71, 72 und die Fläche 100, 120 des Feststehkörpers definiert ist, können die anderen Flächen, die die Verdichtungskammer A4, A5 definieren, geändert werden. Zum Beispiel können bei einer Gestaltung, bei der der vordere Zylinder 30 weggelassen ist und das hintere Gehäusebauteil 22 (oder das Gehäuse 11) den Drehkörper 60 und die Feststehkörper 90 und 110 unterbringt, die Verdichtungskammern A4 und A5 durch die Innenumfangsfläche des hinteren Gehäusebauteils 22 anstatt durch die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders definiert sein. In diesem Fall können das hintere Gehäusebauteil 22 oder das Gehäuse 11 als der Zylinderabschnitt betrachtet werden, der den Drehkörper und die Feststehkörper unterbringt, und die Innenumfangsfläche des hinteren Gehäusebauteils 22 kann als die Zylinderinnenfläche betrachtet werden, die die Verdichtungskammern zusammen mit den Drehkörperflächen und den Flächen der Feststehkörper definiert. Ferner können die Verdichtungskammern A4 und A5 durch die Außenumfangsfläche der Drehwelle 12 anstatt durch die Rohraußenumfangsfläche 62 definiert sein.
Der vordere Feststehkörper 90 und der vordere Zylinder 30 können einstückig gebildet sein und der hintere Feststehkörper 110 und die hintere Platte 40 können einstückig gebildet sein.
Die Gestaltung zum Einleiten des Fluids in die Verdichtungskammern A4 und A5 und die Gestaltung zum Abgeben des in den Verdichtungskammern A4 und A5 verdichteten Fluids sind nicht auf die in der ersten Ausführungsform beschriebenen Gestaltungen beschränkt. Zum Beispiel kann der Sauganschluss und/oder der Abgabeanschluss in den Feststehkörpern 90 und 110 vorgesehen sein.
Die beiden Feststehkörper 90 und 110 haben dieselbe Form. Jedoch ist die Offenbarung nicht hierauf beschränkt. Zum Beispiel kann der vordere Feststehkörper 90 einen größeren Durchmesser als der hintere Feststehkörper 110 haben oder umgekehrt. In diesem Fall kann die Innenumfangsfläche 33 des vorderen Zylinders Stufen haben, die den Formen der Feststehkörper 90 und 110 entsprechen, oder ein vorderer Zylinder, der den vorderen Feststehkörper 90 unterbringt, kann getrennt von einem hinteren Zylinder vorgesehen sein, der den hinteren Feststehkörper 110 unterbringt. Das heißt, die Volumina der beiden Verdichtungskammern A4 und A5 können dieselben oder verschieden sein.
Der Verdichter 10 der Ausführungsformen hat die beiden Verdichtungskammern A4 und A5, aber die Offenbarung ist nicht hierauf beschränkt.
Zum Beispiel können, wie in 20 gezeigt, der hintere Feststehkörper 110, die hintere Verdichtungskammer A5, der hintere Sauganschluss 142 und die hinteren Abgabeanschlüsse 161 weggelassen werden. In diesem Fall muss die Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers die erste vordere flache Fläche 101 nicht umfassen. In 20 hat jeder Flügel 131 die hintere Spitzendichtung 190, aber die hintere Spitzendichtung 190 kann weggelassen werden.
In diesem Fall kann ein Drängabschnitt 300 vorgesehen sein, der den Flügel 131 in Richtung des vorderen Feststehkörpers 90 drängt. Der Drängabschnitt 300 kann durch einen Drängstützbereich 301 gestützt sein, der bei dem Drehkörperrohr 61 vorgesehen ist, um zusammen mit dem Drehkörper 60 drehbar zu sein. Der Drängstützbereich 301 kann plattenförmig sein und radial auswärts von dem hinteren Drehkörperende 61b des Drehkörperrohrs 61 vorstehen. Somit verbleibt der Flügel 131 in Kontakt mit der Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers, während er sich mit der Drehung des Drehkörpers 60 dreht und in der Axialrichtung Z verschiebt. Anstatt die Rückseitenkonfiguration wegzulassen, kann die Vorderseitenkonfiguration weggelassen werden. Anders gesagt kann der Verdichter 10 nur einen Feststehkörper umfassen.
Die Einsetzlöcher 91 und 111 der Feststehkörper müssen keine Durchgangslöcher sein und können geschlossene Enden haben, solange sie die Drehwelle 12 aufnehmen.
Mindestens eines der Axiallager 81 und 82 kann weggelassen werden. Das heißt, der Verdichter 10 muss die Axiallager 81 und 82 nicht umfassen.
Mindestens eines der beiden Drehkörperlager 84 und 114 kann weggelassen werden.
Es ist nicht notwendig, dass die Abgabekammer A1 die Form eines Zylinders hat, wobei sich die Achse in der Axialrichtung Z erstreckt. Zum Beispiel kann die Abgabekammer A1 in der Axialrichtung Z gesehen C-förmig sein oder zwei Abgabekammern A1 können angeordnet sein, um einander zugewandt zu sein. Anders gesagt kann die Abgabekammer A1 dazu gestaltet sein, sich mindestens teilweise in der Umfangsrichtung zu erstrecken.
Die Anzahl der Flügel 131 ist beliebig und kann eins, zwei oder vier oder mehr sein. Wenn nur ein Flügel 131 vorgesehen ist, ist die vordere Verdichtungskammer A4 in eine Kammer zum Ansaugen und eine Kammer zum Verdichten durch den Flügel 131 und die Kontaktregion zwischen der zweiten vorderen flachen Fläche 102 und der vorderen Drehkörperfläche 71 geteilt.
Die Region der Fläche 100 des vorderen Feststehkörpers, die in Kontakt mit der vorderen Drehkörperfläche 71 ist (die Feststehkörperkontaktfläche) muss keine flache Fläche wie die zweite vordere flache Fläche 102 sein. Dasselbe gilt für die Fläche 120 des hinteren Feststehkörpers. Nichtsdestoweniger ist eine flache Fläche im Hinblick auf die Dichtleistung wünschenswert.
Die Feststehkörperkontaktfläche kann weggelassen werden. Zum Beispiel kann ein kleiner Spalt die zweite vordere flache Fläche 102 von der vorderen Drehkörperfläche 71 trennen.
Das Gehäuse 11 kann eine beliebige Form haben.
Die Drehwelle 12 kann eine beliebige Form haben. Zum Beispiel kann mindestens ein Teil der Drehwelle 12 hohl sein oder die Form eines Prismas haben.
Der Elektromotor 13 und der Inverter 14 können weggelassen werden. Das heißt, der Verdichter 10 muss den Elektromotor 13 oder den Inverter 14 nicht umfassen. In diesem Fall kann die Drehwelle 12 durch beispielsweise einen Riemen angetrieben und gedreht werden.
Der Verdichter 10 kann für anderes als eine Klimaanlage verwendet werden. Zum Beispiel kann der Verdichter 10 verwendet werden, um verdichtete Luft an eine Brennstoffzelle zu liefern, die an einem Brennstoffzellenfahrzeug montiert ist. Das heißt, das durch den Verdichter 10 verdichtete Fluid ist nicht auf ein Kältemittel beschränkt, das Öl enthält.
Der Verdichter 10 kann an einem anderen Objekt als einem Fahrzeug montiert sein.
Verschiedene Änderungen in Form und Einzelheiten können bei den vorstehenden Beispielen vorgenommen werden, ohne von dem Geist und dem Umfang der Ansprüche und deren Äquivalenten abzuweichen. Die Beispiele sind nur zum Zweck einer Beschreibung und nicht zum Zweck einer Beschränkung. Beschreibungen von Merkmalen bei jedem Beispiel sind als anwendbar auf gleiche Merkmale oder Aspekte bei anderen Beispielen zu betrachten. Geeignete Ergebnisse können erreicht werden, wenn Abfolgen in einer verschiedenen Reihenfolge durchgeführt werden und/oder wenn Komponenten bei einem/r beschriebenen System, Architektur, Vorrichtung oder Schaltung verschieden kombiniert werden und/oder durch andere Komponenten oder deren Äquivalente ersetzt oder ergänzt werden. Der Umfang der Offenbarung ist nicht durch die ausführliche Beschreibung, sondern durch die Ansprüche und deren Äquivalente definiert. Alle Variationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche und deren Äquivalente sind in der Offenbarung umfasst.
Ein Verdichter umfasst eine Drehwelle, einen Drehkörper, der sich zusammen mit der Drehwelle dreht, und einen Feststehkörper, der sich nicht zusammen mit der Drehwelle dreht. Der Drehkörper hat eine Drehkörperfläche und der Feststehkörper hat eine Fläche des Feststehkörpers, die der Drehkörperfläche in der Axialrichtung zugewandt ist. Der Verdichter umfasst einen Flügel, der in eine Flügelnut eingesetzt ist, die in dem Drehkörper vorgesehen ist, und eine Verdichtungskammer, die durch die Drehkörperfläche und die Fläche des Feststehkörpers definiert ist. Der Flügel umfasst einen Flügelkörper, der in die Flügelnut eingesetzt ist, und eine Spitzendichtung, die in der Axialrichtung relativ zu dem Flügelkörper verschiebbar ist.

Claims

Verdichter (10) mit: einer Drehwelle (12); einem Drehkörper (60), der dazu gestaltet ist, sich zusammen mit der Drehwelle (12) zu drehen, und eine Drehkörperfläche (71, 72), die eine Axialrichtung der Drehwelle (12) schneidet, und eine Flügelnut (130) umfasst und; einem Feststehkörper (90, 110), der dazu gestaltet ist, sich nicht zusammen mit der Drehwelle (12) zu drehen, und eine Fläche (100, 120) des Feststehkörpers umfasst, die der Drehkörperfläche (71, 72) in der Axialrichtung zugewandt ist; einem Flügel (131), der in die Flügelnut (130) eingesetzt ist und dazu gestaltet ist, sich zusammen mit dem Drehkörper (60) zu drehen, während er sich in der Axialrichtung verschiebt; und einer Verdichtungskammer (A4, A5), die durch die Drehkörperfläche (71, 72) und die Fläche (100, 120) des Feststehkörpers definiert ist und in der ein Ansaugen und ein Verdichten von Fluid durchgeführt wird, wenn sich der Flügel (131) dreht, während er sich in der Axialrichtung verschiebt, wobei der Flügel (131) einen Flügelkörper (170), der in die Flügelnut (130) eingesetzt ist, und ein Dichtbauteil (180, 190) umfasst, das an einer Endfläche (171, 172) in der Axialrichtung des Flügelkörpers (170) angebracht ist, um in der Axialrichtung relativ zu dem Flügelkörper (170) verschiebbar zu sein, ein Gegendruckraum (183, 193) zwischen dem Dichtbauteil (180, 190) und dem Flügelkörper (170) liegt, und das Dichtbauteil (180, 190) dazu gestaltet ist, durch den Gegendruckraum (183, 193) in Richtung der Fläche (100, 120) des Feststehkörpers gedrückt zu werden, um in Kontakt mit der Fläche (100, 120) des Feststehkörpers zu sein.
Verdichter (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Verdichtungskammer (A4, A5) eine erste Teilkammer (Ax), die an einer Folgeseite des Flügels (131) in einer Drehrichtung des Drehkörpers (60) liegt, und eine zweite Teilkammer (Ay) umfasst, die an einer Führungsseite des Flügels (131) in der Drehrichtung liegt, das Dichtbauteil (180, 190) einen Dichtungsanbringungsbereich (182, 192, 221, 224, 231, 234) umfasst, der an einem Körperanbringungsbereich (173, 174, 211, 214, 241, 244) angebracht ist, der in der Endfläche (171, 172) des Flügelkörpers (170) liegt, und der Körperanbringungsbereich (173, 174, 211, 214, 241, 244) und der Dichtungsanbringungsbereich (182, 192, 221, 224, 231, 234) einander in einer Umfangsrichtung der Drehwelle (12) zugewandt sind.
Verdichter (10) gemäß Anspruch 2, wobei der Körperanbringungsbereich eine Körperanbringungsnut (173, 174, 211, 214) ist, die in der Endfläche (171, 172) des Flügelkörpers (170) liegt, eine Breite in einer Dickenrichtung des Flügels (131) hat und sich in einer Radialrichtung der Drehwelle (12) erstreckt, die Körperanbringungsnut (173, 174, 211, 214) eine erste Körpernutseitenfläche (173b, 174b, 212, 215) und eine zweite Körpernutseitenfläche (173c, 174c, 213, 216) umfasst, die an der Führungsseite der ersten Körpernutseitenfläche (173b, 174b, 212, 215) in der Drehrichtung ist, das Dichtbauteil (180, 190) einen Dichtungskörper (181, 191) umfasst, der in Kontakt mit der Fläche (100, 120) des Feststehkörpers ist, der Dichtungsanbringungsbereich ein Dichtungsanbringungsvorsprung (182, 192, 221, 224) ist, der von dem Dichtungskörper (181, 191) in Richtung der Endfläche (171, 172) des Flügelkörpers (170) vorsteht, der Dichtungsanbringungsvorsprung (182, 192, 221, 224) eine erste Dichtungsvorsprungseitenfläche (182b, 192b, 222, 225) und eine zweite Dichtungsvorsprungseitenfläche (182c, 192c, 223, 226) umfasst, die an der Führungsseite der ersten Dichtungsvorsprungseitenfläche (182b, 192b, 222, 225) in der Drehrichtung ist, der Dichtungsanbringungsvorsprung (182, 192, 221, 224) in die Körperanbringungsnut (173, 174, 211, 214) eingesetzt ist, sodass das Dichtbauteil (180, 190) an dem Flügelkörper (170) angebracht ist, und die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche (182b, 192b, 222, 225) und die erste Körpernutseitenfläche (173b, 174b, 212, 215) einander in der Umfangsrichtung zugewandt sind.
Verdichter (10) gemäß Anspruch 3, wobei der Flügelkörper (170) und/oder das Dichtbauteil (180, 190) eine Einleitungsnut (184, 194) hat, die dazu gestaltet ist, Fluid in den Gegendruckraum (183, 193) von der zweiten Teilkammer (Ay) einzuleiten.
Verdichter (10) gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei die erste Körpernutseitenfläche (212, 215) bezüglich der Axialrichtung geneigt ist, um mit zunehmender Vertiefung der Körperanbringungsnut (211, 214) allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung versetzt zu sein, und die erste Dichtungsvorsprungseitenfläche (222, 225) bezüglich der Axialrichtung geneigt ist, um von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende des Dichtungsanbringungsvorsprungs (221, 224) allmählich in Richtung der Führungsseite in der Drehrichtung versetzt zu sein.
Verdichter (10) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Fläche (100, 120) des Feststehkörpers eine Feststehkörperkontaktfläche (102, 122), die in Kontakt mit der Drehkörperfläche (71, 72) ist, und zwei gekrümmte Flächen (103, 123) umfasst, die an entgegengesetzten Seiten der Feststehkörperkontaktfläche (102, 122) in der Umfangsrichtung liegen und in der Axialrichtung gekrümmt sind, sodass sich ein Abstand zu der Drehkörperfläche (71, 72) mit zunehmender Entfernung der gekrümmten Flächen (103, 123) von der Feststehkörperkontaktfläche (102, 122) in der Umfangsrichtung allmählich erhöht, und die Körperanbringungsnut (173, 174) und der Dichtungsanbringungsvorsprung (182, 192) näher an der ersten Teilkammer (Ax) als an der zweiten Teilkammer (Ay) sind, sodass eine Seitenflächenkontaktregion, die eine Kontaktregion zwischen der ersten Dichtungsvorsprungseitenfläche (182b, 192b) und der ersten Körpernutseitenfläche (173b, 174b) ist, näher an der ersten Teilkammer (Ax) als an der zweiten Teilkammer (Ay) ist.
Verdichter (10) gemäß Anspruch 2, wobei das Dichtbauteil (180, 190) aus einem Material gefertigt ist, das weicher als der Flügelkörper (170) ist, das Dichtbauteil (180, 190) einen Dichtungskörper (181, 191) hat, der in Kontakt mit der Fläche (100, 120) des Feststehkörpers ist, der Dichtungskörper (181, 191) eine Dichtungskörperbodenfläche (181b, 191b) hat, die der Endfläche (171, 172) des Flügelkörpers (170) zugewandt ist, der Dichtungsanbringungsbereich eine Dichtungsanbringungsnut (231, 234) ist, die von der Dichtungskörperbodenfläche (181b, 191b) vertieft ist, der Körperanbringungsbereich ein Körperanbringungsvorsprung (241, 244) ist, der von der Endfläche (171, 172) des Flügelkörpers (170) vorsteht, und der Körperanbringungsvorsprung (241, 244) in die Dichtungsanbringungsnut (231, 234) eingesetzt ist, sodass das Dichtbauteil (180, 190) an dem Flügelkörper (170) angebracht ist.
Verdichter (10) gemäß Anspruch 7, wobei die Dichtungsanbringungsnut (231, 234) eine erste Dichtungsnutseitenfläche (232, 235) und eine zweite Dichtungsnutseitenfläche (233, 236) umfasst, die an der Führungsseite der ersten Dichtungsnutseitenfläche (232, 235) in der Drehrichtung liegt, der Körperanbringungsvorsprung (241, 244) eine erste Körpervorsprungseitenfläche (242, 245) und eine zweite Körpervorsprungseitenfläche (243, 246) umfasst, die an der Führungsseite der ersten Körpervorsprungseitenfläche (242, 245) in der Drehrichtung liegt, die zweite Dichtungsnutseitenfläche (233, 236) bezüglich der Axialrichtung geneigt ist, um mit zunehmender Vertiefung der Dichtungsanbringungsnut (231, 234) allmählich in Richtung der Folgeseite in der Drehrichtung versetzt zu sein, die zweite Körpervorsprungseitenfläche (243, 246) bezüglich der Axialrichtung geneigt ist, um von einem proximalen Ende zu einem distalen Ende des Körperanbringungsvorsprungs (241, 244) allmählich in Richtung der Folgeseite versetzt zu sein, und die zweite Körpervorsprungseitenfläche (243, 246) und die zweite Dichtungsnutseitenfläche (233, 236) einander in der Umfangsrichtung zugewandt sind.