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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Scroll-Verdichter
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HINTERGRUND
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Die japanische Publikation Nr. 2011-64189 offenbart einen konventionellen Scroll-Verdichter. Der Scroll-Verdichter umfasst ein Gehäuse, eine fixierte Scroll, eine bewegliche Scroll und ein Wellenunterstützungselement. Die fixierte Scroll ist fixiert an dem Gehäuse. Die fixierte Scroll und das Gehäuse wirken zusammen, um eine Auswurfkammer zu definieren. Die bewegliche Scroll wird unterstützt, um zu verhindern, dass sie rotiert, aber ihr erlaubt ist, dass sie um eine Rotationswelle von der beweglichen Scroll in dem Gehäuse kreist. Die bewegliche Scroll und die fixierte Scroll wirken zusammen, um eine Verdichtungskammer zu definieren. Das Wellenunterstützungselement ist fixiert an dem Gehäuse. Das Wellenunterstützungselement und die bewegliche Scroll wirken zusammen, um eine Gegendruckkammer zu definieren. Zusätzlich wirken das Wellenunterstützungselement und das Gehäuse zusammen, um eine Ansaugkammer zu definieren. Der Scroll-Verdichter umfasst einen Motormechanismus, der angepasst ist, um die bewegliche Scroll in der Ansaugkammer anzutreiben. Die fixierte Scroll besitzt eine Basisplatte und eine fixierte Scrollwand, die einstückig gebildet ist mit der Basisplatte. Die bewegliche Scroll besitzt eine Scrollplatte, die der Basisplatte zugewandt ist, und eine bewegliche Scrollwand, die einstückig gebildet ist mit der Scrollplatte, die mit der fixierten Scrollwand ineinandergreift.
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Die bewegliche Scroll besitzt eine Fluidzuführungspassage konfiguriert aus einem Zufluss, einem Ausfluss, und einem Kommunikationsloch. Der Zufluss öffnet sich an einer vorderseitigen Fläche von der beweglichen Scrollwand und kommuniziert mit der Verdichtungskammer. Der Ausfluss öffnet sich an der Scrollplatte und kommuniziert der Gegendruckkammer. Der Zufluss und der Ausfluss kommunizieren miteinander durch das Kommunikationsloch. Wenn die bewegliche Scroll sich elastisch verformt oder in einer axialen Richtung bewegt, ermöglicht die Fluid-Zuführungspassage Kommunikation zwischen der Verdichtungskammer und der Gegendruckkammer. Die Gegendruckkammer und die Ansaugkammer kommunizieren miteinander durch eine Extraktionspassage, die ein Differentialdrucksteuerungsventil besitzt.
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In dem Scroll-Verdichter kreist die bewegliche Scroll angetrieben durch den Motormechanismus, wobei sie Kältemittelgas als Fluid in der Verdichtungskammer auf einen hohen Druck verdichtet. Das verdichtete Kältemittelgas wird durch die Auswurfkammer nach außerhalb des Scroll-Verdichters ausgeworfen. Während des Verdichtungsprozesses erhöht sich der Gegendruck in der Gegendruckkammer durch die Fluidzuführungspassage, was die bewegliche Scroll gegen die fixierte Scroll drängt. Das erzeugt eine hohe Verdichtungseffizienz des Scroll-Verdichters. Wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer unangemessen hoch wird, wird das Differentialdrucksteuerungsventil von der Extraktionskammer geöffnet durch Differentialdruck zwischen dem Gegendruck der Gegendruckkammer und dem Ansaugdruck von der Ansaugkammer. Das Kältemittelgas in der Gegendruckkammer strömt zu der Ansaugkammer, was Abnutzung von der beweglichen Scroll verursacht durch unangemessen hohen Gegendruck verhindert.
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Jedoch ist der obige Scroll-Verdichter konfiguriert, dass das Differentialdrucksteuerungsventil der Extraktionspassage geöffnet wird, wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer unangemessen hoch wird. Fluid in der Gegendruckkammer strömt in die Ansaugkammer. In dieser Konfiguration wird das Fluid, das verdichtet wurde, von der Ansaugkammer in die Verdichtungskammer angesaugt und wird erneut verdichtet, was Leistungsverlust des Scroll-Verdichters bedeutet.
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Die vorliegende Offenbarung wurde in Anbetracht der obigen Umstände vorgenommen und soll einen Scroll-Verdichter bereitstellen, der Abnutzung und ähnliches der bewegliches Scroll durch unangemessen hohen Gegendruck verhindert, während Leistungsverlust des Scroll-Verdichters reduziert wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Scroll-Verdichter bereitgestellt, der umfasst ein Gehäuse, eine fixierte Scroll, die an dem Gehäuse fixiert ist und mit dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine Auswurfkammer zu definieren, eine bewegliche Scroll, die so unterstützt wird, dass es ihr erlaubt ist um eine Rotationswelle in dem Gehäuse zu kreisen und die mit der fixierten Scroll zusammenwirkt, um eine Verdichtungskammer zu bilden, und ein Wellenunterstützungselement, das an dem Gehäuse fixiert ist, mit der beweglichen Scroll zusammenwirkt, um eine Gegendruckkammer zu bilden, und mit dem Gehäuse zusammenwirkt, um eine Ansaugkammer zu definieren. Die fixierte Scroll besitzt eine Basisplatte und eine fixierte Scrollwand, die einstückig gebildet ist mit der Basisplatte. Die bewegliche Scroll besitzt eine Scrollplatte, die der Basisplatte zugewandt ist und eine bewegliche Scrollwand, die einstückig gebildet ist mit der Scrollplatte und mit der fixierten Scrollwand ineinandergreift. Fluid in der Verdichtungskammer wird zu der Gegendruckkammer gefördert. Die Gegendruckkammer und die Auswurfkammer kommunizieren miteinander durch eine Entlastungspassage. Ein Sperrventil ist in der Entlastungspassage angeordnet und das Sperrventil erlaubt dem Fluid von der Gegendruckkammer zu der Auswurfkammer zu strömen, wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer höher ist als der Auswurfdruck der Auswurfkammer.
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Weitere Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Offenbarung veranschaulichen.
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Figurenliste
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Die Offenbarung, zusammen mit den Gegenständen und Vorteilen davon, kann am besten durch die folgende Beschreibung der Ausführungsformen zusammen mit den dazugehörigen Zeichnungen verstanden werden, in denen
- 1 ist ein Längsschnitt eines elektrischen Verdichters gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist ein vergrößerter Querschnitt zeigend einen Hauptabschnitt von dem elektrischen Verdichter gemäß der ersten Ausführungsform;
- 3 ist eine Draufsicht zeigend eine Vorderfläche von einer fixierten Scroll des elektrischen Verdichters gemäß der ersten Ausführungsform;
- 4 ist eine Draufsicht zeigend eine rückseitige Fläche von der fixierten Scroll des elektrischen Verdichter gemäß der ersten Ausführungsform;
- 5 ist ein Querschnitt zeigend einen Hauptabschnitt von der fixierten Scroll und ähnlichem des elektrischen Verdichters gemäß der ersten Ausführungsform;
- 6 ist eine Draufsicht zeigend eine rückseitige Fläche von einer fixierten Scroll von einem elektrischen Verdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 7 ist ein Querschnitt zeigend einen Hauptabschnitt von einer fixierten Scroll und ähnlichem eines elektrischen Verdichters gemäß einer dritten Ausführungsform von der vorliegenden Offenbarung; und
- 8 ist ein Querschnitt zeigend einen Hauptabschnitt von einer fixierten Scroll und ähnlichem eines elektrischen Verdichters gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden eine erste Ausführungsform bis eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Scroll-Verdichter einer ersten Ausführungsform ist ein elektrischer Verdichter wie gezeigt in 1. Der elektrische Verdichter umfasst einen Scroll-Verdichtungsmechanismus 10, einen Motormechanismus 12, und ein Gehäuse 16. Das Gehäuse 16 besitzt ein Frontgehäuse 1 und ein Motorgehäuse 3.
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In der folgenden Beschreibung ist eine Seite nahe des Frontgehäuses 1, das bedeutet eine linke Seite von 1, definiert als eine Frontseite des elektrischen Verdichters. Eine Seite nahe des Motorgehäuses 3, das bedeutet eine rechte Seite von 1, ist definiert als eine Rückseite des elektrischen Verdichters. Die in 2 bis 8 gezeigte Vorder- und Rückwärtsrichtung ist jeweils in Übereinstimmung mit der Vorder- und Rückwärtsrichtung von 1 bezeichnet. Die Vorder- und Rückwärtsrichtung der ersten Ausführungsform ist ein Beispiel. Im Allgemeinen wird die Vorder- und Rückwärtsrichtung eines elektrischen Kompressors in Abhängigkeit von einem Fahrzeug o.ä., auf dem der elektrische Kompressor montiert ist, entsprechend geändert.
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Mit Bezug zu 1 sind das Frontgehäuse 1 und das Motorgehäuse 3 fixiert durch eine Vielzahl von Bolzen 9, so dass sie an ihren Rändern aneinander stoßen. Das Motorgehäuse 3 hat eine zylindrische Form mit Boden und eine Öffnung, die sich in der Nähe des Frontgehäuses 1 öffnet. Das Motorgehäuse 3 hat darin eine fixierte Scroll 13, eine Platte 14 und ein Wellenunterstützungselement 11, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, so dass die fixierte Scroll 13 sich auf der Vorderseite des Scroll-Verdichters befindet. Das Frontgehäuse 1 und das Motorgehäuse 3 arbeiten zusammen, um die fixierte Scroll 13, die Platte 14 und das Wellenunterstützungselement 11 aufzunehmen, während sie miteinander in Kontakt stehen. Mit anderen Worten, die fixierte Scroll 13 und das Wellenunterstützungselement 11 sind in dieser Konfiguration am Gehäuse 16 befestigt. Eine Dichtung 2 wird zwischen der fixierte Scroll 13 und dem Frontgehäuse 1 gehalten.
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Das Motorgehäuse 3 hat eine Bodenwand 3a und einem zylindrischen Wellenunterstützungsabschnitt 3b, der sich von der Bodenwand 3a in der Mitte einer Innenfläche der Bodenwand 3a nach vorne erstreckt. Das Wellenunterstützungselement 11 hat einen zylindrischen Hauptkörper 11a und einen Flanschabschnitt 11b, der von einem Öffnungsrand eines vorderen Endes des Hauptkörpers 11a nach außen ragt. Der Hauptkörper 11a hat in der Mitte ein Wellenloch 11c. Der Flanschabschnitt 11b ist an einer inneren Umfangsfläche des Motorgehäuses 3 befestigt. Der Flanschabschnitt 11b besitzt einen Rotationsverhinderungsstift 17a, der von einer Vorderseite von dem Flanschabschnitt 11b vorsteht. Der Rotationsverhinderungsstift 17a verhindert, dass sich eine bewegliche Scroll 15 dreht, und ermöglicht es der beweglichen Scroll 15, zu kreisen. Die bewegliche Scroll 15 wird später ausführlich beschrieben.
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Eine Rotationswelle 19, die sich in Vorder- und Rückwärtsrichtung erstreckt, ist eingefügt durch das Wellenloch 11c. Die Rotationswelle 19 ist rotierend unterstützt durch das Wellenunterstützungselement 11 und den Wellenunterstützungsabschnitt 3b mittels radialer Lager 23 und 21 an jedem Ende der Rotationswelle 19. Ein Dichtungselement 25 ist bereitgestellt an der Rückseite des radialen Lagers 23 und dichtet einen Raum zwischen dem Wellenunterstützungselement 11 und der Rotationswelle 19 ab.
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Mit Bezug zu 2 besitzt die Rotationswelle 19 einen zylindrischen herausragenden Stift 19a, der von einem vorderen Ende der Rotationswelle 19 vorsteht. Der herausragende Stift 19a ist so platziert, dass er relativ zu einer zentralen Achse O von der Rotationswelle 19 herausragt. Der herausragende Stift 19a greift in eine Buchse 27 hinein. Ein im wesentlichen halber Abschnitt einer äußeren peripheren Oberfläche der Buchse 27 ist einstückig gebildet mit einem Ausgleichsgewicht 27a, das nach Außen herausragt in Form eines Lüfters.
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Die fixierte Scroll 13 besitzt eine Basisplatte 13a, eine Hülle 13b und eine fixierte Scrollwand 130. Die Basisplatte 13a besitzt eine kreisförmige Plattenform, so dass sie sich in einer radialen Richtung von dem Scroll-Verdichter erstreckt. Die Hülle 13b erstreckt sich zylindrisch nach hinten von einem äußeren peripheren Rand der Basisplatte 13a. Die fixierte Scrollwand 130 ist einstückig gebildet mit der Basisplatte 13a und erstreckt sich spiralförmig von der Basisplatte aus nach hinten hin der Hülle 13b. Die Hülle 13b ist dicker als die Basisplatte 13a und die fixierte Scrollwand 130. Die Hülle 13b ist so gebildet, dass sie die fixierte Scrollwand 130 umgibt und mit dem Gehäuse 16 verbunden ist.
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Die bewegliche Scroll 15 ist angeordnet zwischen der Buchse 27 und der fixierten Scroll 13 mittels eines radialen Lagers 29. Die bewegliche Scroll 15 besitzt eine Scrollplatte 15a und eine bewegliche Scrollwand 15b. Die Scrollplatte 15a besitzt eine kreisförmige Plattenform, so dass sie sich in der radialen Richtung von dem Scroll-Verdichter erstreckt und der Basisplatte 13a zugewandt ist. Die bewegliche Scrollwand 15b ist einstückig gebildet mit der Scrollplatte 15a und erstreckt sich spiralförmig von der Scrollplatte 15a nach vorn. Die bewegliche Scrollwand 15b greift in die fixierte Scrollwand 130 ein.
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Das Wellenunterstützungselement 11 wirkt mit der beweglichen Scroll 15 zusammen, um eine Gegendruckkammer 20 zu definieren. Die Platte 14 ist gebildet in einer Ringform und aus Federstahl hergestellt. Die Platte 14 ist angeordnet zwischen dem Wellenunterstützungselement 11 und der beweglichen Scroll 15 in der Gegendruckkammer 20 und wird gehalten durch das Wellenunterstützungselement 11 und die Hülle 13b von der fixierten Scroll 13.
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Die bewegliche Scrollwand 15b besitzt einen Zufluss 61a, einen Ausfluss 61b und ein Kommunikationsloch 61c. Der Zufluss 61a öffnet sich an einer Frontstirnfläche der beweglichen Scrollwand 15b und kann mit einer Verdichtungskammer 31 kommunizieren. Der Ausfluss 61b ist gebildet auf der Scrollplatte 15a und kommuniziert mit der Gegendruckkammer 20. Das Kommunikationsloch 61c, das sich linear in einer Richtung der zentralen Achse O erstreckt, ermöglicht eine Kommunikation zwischen dem Zufluss 61a und dem Ausfluss 61b. Der Zufluss 61a, der Ausfluss 61b und das Kommunikationsloch 61c bilden eine Fluidversorgungspassage 60.
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Eine rückseitige Stirnfläche der Scrollplatte 15a ist geschlitzt, das bedeutet ein Rotationsverhinderungsloch 17b ist gebildet. Ein Endabschnitt des Rotationsverhinderungsstifts 17a wird lose in dem Rotationsverhinderungsloch 17b platziert. Es gibt ebenso einen zylindrischen Ring 170, der lose angeordnet ist an dem Rotationsverhinderungsloch 17b. Der Rotationsverhinderungsstift 17a rutscht und rollt an einer inneren peripheren Oberfläche des Ringes 17c, so dass die bewegliche Scroll 15 unterstützt wird, so dass verhindert wird, dass sie sich dreht und ihr erlaubt ist in dem Gehäuse 16 um die zentrale Achse O (Rotationswelle) zu kreisen. Die Basisplatte 13a, die fixierte Scrollwand 130, die Scrollplatte 15a und die bewegliche Scrollwand 15b wirken zusammen, um die Verdichtungskammer 31 zu definieren, das heißt die bewegliche Scroll 15 wirkt mit der fixierten Scroll 13 zusammen, um die Verdichtungskammer 31 zu definieren.
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Mit Bezug zu 1 wirkt das Wellenunterstützungselement 11 mit dem Motorgehäuse 3 zusammen, um eine Motorkammer 3c zu definieren. Die Motorkammer 3c, die ebenso als Ansaugkammer dient, befindet sich an der Hinterseite des Wellenunterstützungselements 11 in dem Motorgehäuse 3. Die Motorkammer 3c besitzt einen Stator 33 und einen Rotor 35 darin. Der Stator 33 ist an der Motorkammer 3c fixiert. Der Rotor 35 ist an der Rotationswelle 19 in dem Stator 33 fixiert. Wenn sich der Rotor 35 und die Rotationswelle 19 durch Antreiben des Stators 33 einstückig drehen, wird die Antriebskraft durch Rotation über den herausstehenden Stift 19a und die Buchse 27 auf die bewegliche Scroll 15 übertragen, so dass die bewegliche Scroll 15 um die Rotationswelle kreist.
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Das Motorgehäuse 3 besitzt einen Ansauganschluss 3e, der eine Kommunikation zwischen der Motorkammer 3c und dem Äußeren der Motorkammer 3c bereitstellt. Der Ansauganschluss 3e ist mit einem Rohr an einen Verdunster (nicht gezeigt) angeschlossen. Zusätzlich ist der Verdunster mit Rohren angeschlossen an ein Expansionsventil und einen Kondensator. Kältemittel mit niedrigem Druck und niedriger Temperatur in dem Verdunster wird eingeführt in die Motorkammer 3c durch den Ansauganschluss 3e und in die Verdichtungskammer 31 geführt durch eine Ansaugpassage (nicht gezeigt), die in dem Wellenunterstützungselement 11 gebildet ist.
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Die Basisplatte 13a der fixierten Scroll 13 wirkt mit dem Frontgehäuse 1 zusammen, um eine Auswurfkammer 37 dazwischen zu definieren. Die Basisplatte 13a besitzt einen Auswurfanschluss 13d durch ihr Zentrum, der Kommunikation zwischen der Verdichtungskammer 31 und der Auswurfkammer 37 bereitstellt. Zusätzlich, mit Bezug auf 3, besitzt die Basisplatte 13a Neben-Anschlüsse 13e, 13f durch sie hindurch, die ein gewisses Maß von dem Auswurfanschluss 13d weg lokalisiert sind und ebenso Kommunikation zwischen der Verdichtungskammer 31 und der Auswurfkammer 37 bereitstellen.
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Mit Bezug zu 2 ist die Frontfläche des Flanschabschnitts 11b des Wellenunterstützungselements 11 geschlitzt, das heißt eine Führungsrille 51, die sich in radialer Richtung von dem Scroll-Verdichter erstreckt, ist gebildet. Die Platte 14 befindet sich vor der Führungsrille 51, die mit der Gegendruckkammer 20 kommuniziert. Die Platte 14 besitzt eine äußere periphere Seite mit einem darauf gebildeten Kommunikationsloch 53, das mit der Führungsrille 51 kommuniziert. Die Hülle 13b der fixierten Scroll 13 besitzt ein Entlastungsloch 55 dadurch, das mit dem Kommunikationsloch 53 kommuniziert. Das Entlastungsloch 55 erstreckt sich in einer Richtung von der zentralen Achse O in der Hülle 13b und biegt sich gegen das Zentrum des Scroll-Verdichters in der Basisplatte 13a, wie in 1 gezeigt. Dieses Biegen ermöglicht Kommunikation zwischen dem Entlastungsloch 55 und der Auswurfkammer 37. Die Führungsrille 51, das Kommunikationsloch 53 und das Entlastungsloch 55 entsprechen einer Entlastungspassage 50 durch die die Gegendruckkammer 20 und die Auswurfkammer 37 miteinander kommunizieren.
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Die Basisplatte 13a hat ein Lamellenventil 39, das sich elastisch verformt, und einen Halter 41, der so konfiguriert ist, dass er die Verformung des Lamellenventils 39 begrenzt. Wie in 4 dargestellt, sind das Lamellenventil 39 und der Halter 41 mit einer Schraube 43 an der Basisplatte 13a befestigt.
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Das Lamellenventil 39 besteht aus einem Auswurfventilabschnitt 39a zum Öffnen und Schließen des Auswurfanschlusses 13d, einem Nebenventilabschnitt 39b zum Öffnen und Schließen des Nebenanschlusses 13e, einem Nebenventilabschnitt 39c zum Öffnen und Schließen des Nebenanschlusses 13f und einem Sperrventilabschnitt 39d zum Öffnen und Schließen des Entlastungslochs 55. Der Auswurfventilabschnitt 39a entspricht dem Auswurfventil in der vorliegenden Offenbarung. Der Sperrventilabschnitt 39d entspricht dem Sperrventil in der vorliegenden Offenbarung.
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Der Halter 41 ist auch einstückig gestaltet aus einem Auswurfhalterabschnitt 41a, der so konfiguriert ist, dass er die Verformungsausmaße des Auswurfventilabschnitts 39a begrenzt, einem Nebenhalterabschnitt 41b, der so konfiguriert ist, dass er die Verformungsausmaße des Nebenventilabschnitts 39b begrenzt, einem Nebenhalterabschnitt 41c, der so konfiguriert ist, dass er die Verformungsausmaße des Nebenventilabschnitts 39c begrenzt, und einem Sperrventilhalterabschnitt 41d, der so konfiguriert ist, dass er die Verformungsausmaße des Sperrventilabschnitts 39d begrenzt. Der Auswurfhalterabschnitt 41a und der Sperrventilhalterabschnitt 41d entsprechen dem Auswurfventilhalter bzw. dem Sperrventilhalter in der vorliegenden Offenbarung. Mit anderen Worten, die Basisplatte 13a hat den Auswurfventilabschnitt 39a, den Auswurfhalterabschnitt 41a, den Sperrventilabschnitt 39d und den Sperrventilhalterabschnitt 41d. Der Auswurfventilabschnitt 39a hat eine Plattenform, befindet sich in der Auswurfkammer 37 und öffnet und schließt den Auswurfanschluss 13d durch elastische Verformung. Der Sperrventilabschnitt 39d hat eine Plattenform und öffnet und schließt eine Öffnung einer Entlastungspassage 50 in der Nähe der Auswurfkammer 37 durch elastische Verformung.
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Mit Bezug auf 1 hat das vordere Gehäuse 1 einen Auswurfanschluss 1a, der die Kommunikation zwischen dem Äußeren des Frontgehäuses 1 und der Auswurfkammer 37 bereitstellt. Der Auswurfanschluss 1a ist mit einem Kondensator (nicht gezeigt) durch ein Rohr verbunden. Das in die Auswurfkammer 37 eingeführte Kältemittel wird durch den Auswurfanschluss 1a zum Kondensator geleitet.
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Der Verdichtungsmechanismus 10 ist gestaltet aus der Motorkammer 3c, der Rotationswelle 19, der Buchse 27, des radialen Lagers 29, der beweglichen Scroll 15, der fixierten Scroll 13, der Auswurfkammer 37, des Lamellenventils 39, des Halters 41, und ähnlichem, um das Kältemittel zu verdichten. Der Verdichtungsmechanismus 10 kann ebenso einen Ölabscheider angeordnet in der Auswurfkammer 37 enthalten. Der Verdichtungsmechanismus 10 wird angetrieben durch den Motormechanismus 12. Der Motormechanismus 12 umfasst den Rotor 35, den Stator 33 und die Rotationswelle 19. Drei-Phasen-Wechselstrom ist angelegt an den Motormechanismus 12 durch einen Inverter (nicht gezeigt).
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Der elektrische Verdichter, der die zuvor beschriebene Konfiguration besitzt, wirkt zusammen mit dem Verdunster, dem Expansionsventil, und dem Kondensator zum Bilden eines Kältemaschinenkreislaufs von einer Klimaanlage für ein Fahrzeug. Dieser elektrische Verdichter arbeitet wie folgt. Wenn ein Betreiber eines Fahrzeugs ein Klimaanlagengerät für ein Fahrzeug betreibt, rotiert ein Inverter den Rotor 35 und die Rotationswelle 19, die den herausragenden Stift 19a besitzt, durch Steuern des Motormechanismus 12. Der herausragende Stift 19a wird um die zentrale Achse O rotiert. Während der herausragende Stift 19a um die zentrale Achse O rotiert wird, rutscht und rollt der Rotationsverhinderungsstift 17a auf einer inneren peripheren Oberfläche des Rings 17c, so dass die bewegliche Scroll 15 daran gehindert wird zu rotieren und es ihr erlaubt ist um die zentrale Achse O zu kreisen. Die Verdichtungskammer 31 wird radial nach innen bewegt an einer äußeren peripheren Seite von beiden Scrolls 13, 15 durch Kreisen der beweglichen Scroll 15 während die Verdichtungskammer 31 ihr Volumen reduziert. Kältemittel, das von dem Verdunster durch den Ansauganschluss 3e zur Motorkammer 3c geleitet wird, wird angesaugt zu der Verdichtungskammer 31 und wird verdichtet für die Bewegung der Verdichtungskammer 31. Wenn der Druck des Kältemittels, das in der Verdichtungskammer 31 verdichtet wird, einen Auswurfdruck erreicht, bewegt sich das Kältemittel durch den Auswurfanschluss 13d, öffnet den Auswurfventilabschnitt 39a von dem Lamellenventil 39 und wird dann ausgeworfen in die Auswurfkammer 37. Der Auswurfhalterabschnitt 41a des Halters 41 ist konfiguriert, um das Verformungsausmaß des Auswurfhalterabschnitts 39a zu reduzieren. Letztlich wird das Kältemittel mit hohem Druck ausgeworfen durch den Auswurfanschluss 1a zu dem Verdunster, so dass Klimatisieren durchgeführt wird durch das Klimaanlagengerät für ein Fahrzeug.
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Während Klimatisieren durchgeführt wird, kommuniziert der Zufluss 61a mit der Verdichtungskammer 31, das heißt die Fluidzuführungspassage 60 ermöglicht Kommunikation zwischen der Verdichtungskammer 31 und der Gegendruckkammer 20 durch elastische Verformung oder Bewegung in die Richtung der zentralen Achse O von der beweglichen Scroll 15. Kältemittelgas mit hohem Druck in der Verdichtungskammer 31 wird gefördert an die Gegendruckkammer 20. Der Gegendruck der Gegendruckkammer 20 wird erhöht, was die bewegliche Scroll 15 gegen die fixierte Scroll 13 drängt. Dies erreicht eine hohe Verdichtungseffizienz des Scroll-Verdichters. Das Kältemittelgas entspricht dem Fluid in der vorliegenden Offenbarung.
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Wenn das flüssige Kältemittel und das Schmieröl in der Verdichtungskammer 31 ansteigen, öffnen das flüssige Kältemittel und das Schmieröl die Nebenventilabschnitte 39b, 39c des Lamellenventils 39 durch die Nebenanschlüsse 13e, 13f und werden in die Auswurfkammer 37 ausgeworfen. Die Nebenhalterabschnitte 41b, 41c des Halters 41 sind so konfiguriert, dass sie die Verformung der Nebenventilabschnitte 39b, 39c begrenzen. Darüber hinaus werden das flüssige Kältemittel und das Schmieröl in der Verdichtungskammer 31 durch den Fluidzuführungskanal 60 in die Gegendruckkammer 20 bewegt. Diese Konfigurationen verhindern Stöße, die durch den steigenden Druck der Flüssigkeit entstehen.
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Wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer 20 höher ist als der Auswurfdruck der Auswurfkammer 37, öffnet das Kältemittel in der Gegendruckkammer 20 den Sperrventilabschnitt 39d des Lamellenventils 39 durch die Führungsrille 51, das Kommunikationsloch 53, und das Entlastungsloch 55, und wird in die Auswurfkammer 37 ausgeworfen wir in 5 gezeigt ist. Mit anderen Worten, der Sperrventilabschnitt 39d des Lamellenventils 39, der es dem Kältemittel erlaubt von der Gegendruckkammer 20 zur Auswurfkammer 37 in einem zuvor beschrieben Zustand zu strömen, ist angeordnet in der Entlastungspassage 50. Der Sperrventilhalteabschnitt 41d des Halters 41 ist angepasst zum Begrenzen des Verformungsausmaßes des Sperrventilabschnitts 39d. Das Kältemittelgas in der Gegendruckkammer 20 bei höherem Druck als dem Auswurfdruck strömt in die Auswurfkammer 37 durch die Fluidzuführungspassage 60. Dies reduziert das exzessive Drängen der beweglichen Scroll 15 durch exzessiv hohen Druck, was Abnutzung der beweglichen Scroll 15 verhindert.
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In diesem Verdichtungsprozess strömt das Kältemittelgas in der Gegendruckkammer 20 nicht in die Motorkammer 3c. Das bedeutet, dass das verdichtete Kältemittelgas nicht in die Verdichtungskammer 31 gesaugt wird und erneut verdichtet wird. Wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer 20 geringer ist als der Auswurfdruck der Auswurfkammer 37, schließt der Sperrventilabschnitt 39d des Lamellenventils 39 das Entlastungsloch 55. Das Kältemittelgas in der Gegendruckkammer 20 verbleibt in der Gegendruckkammer 20, um die bewegliche Scroll 15 angemessen gegen die fixierte Scroll 13 zu drängen. Dies kann eine hohe Verdichtungseffizienz des Scroll-Verdichters erreichen.
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Deshalb verhindert der elektrische Verdichter Abnutzung und ähnliches der beweglichen Scroll 15 durch übermäßig hohen Gegendruck während Leistungsverlust reduziert wird.
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In diesem elektrischen Verdichter erstreckt sich zumindest ein Teil der Entlastungspassage 50 durch die Hülle 13b der fixierten Scroll 13. Die Hülle 13b wird gebildet, so dass sie eine ausreichende Dicke besitzt, weil die Hülle 13b eine hohe Steifigkeit erfordert, um zu verhindern, dass die Basisplatte 13a und die fixierte Scrollwand 13c verkrümmt werden, so dass das Entlastungsloch 55, das Kommunikation zwischen der Gegendruckkammer 20 und der Auswurfkammer 37 ermöglicht, leicht in der Hülle 13b gebildet wird und die Hülle nicht einfach verkrümmt wird, wenn Fluid mit hohem Druck durch das Entlastungsloch 55 strömt. Zusätzlich ermöglicht die Entlastungspassage 50 einfach eine Kommunikation zwischen der Gegendruckkammer 20 und der Auswurfkammer 37, was Kosten des elektrischen Verdichters verringert.
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In diesem elektrischen Verdichter haben das Lamellenventil 39 und der Halter 41 einstückig einen Sperrventilabschnitt 39d beziehungsweise den Sperrventilhalterabschnitt 41d. Mit dieser Konfiguration werden keine zusätzlichen Sperrventile und Halter benötigt außer den existierenden Auswurfventil und Halter, die den Auswurfanschluss 13d und die Nebenventilabschnitte 39b und 39c öffnen und schließen, so dass die Anzahl von Teilen des elektrischen Verdichters reduziert wird. Reduzieren der Anzahl von Teilen verringert ebenso die Kosten des elektrischen Verdichters.
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In diesem elektrischen Verdichter, ist die Platte 14, die die bewegliche Scroll 15 gegen die fixierte Scroll 13 durch ihre eigene Federcharakteristik und Gegendruck drängt, angeordnet zwischen dem Wellenunterstützungselement 11 und der beweglichen Scroll 15 und die Platte 14 besitzt durch sie hindurch das Kommunikationsloch 53, das ein Teil von der Entlastungspassage 50 ist. Dadurch wird die Hinzufügung der Entlastungspassage 50 erreicht, während ein Vorteil der Verwendung der Platte 14 gewährleistet ist.
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(Zweite Ausführungsform)
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Mit Bezug zu 6, besitzt die Basisplatte 13a in einem elektrischen Verdichter der zweiten Ausführungsform nicht solche Nebenanschlüsse 13e, 13f wie sie für die erste Ausführungsform beschrieben sind. Das bedeutet, dass das Lamellenventil 39 der zweiten Ausführungsform ebenso keine Nebenventilabschnitte 39b, 39c besitzt wie sie für die erste Ausführungsform beschrieben sind. Der Halter 41 besitzt ebenso keine Nebenhalterabschnitte 41b, 41c wie sie für die erste Ausführungsform beschrieben sind. Die anderen Konfigurationen der zweiten Ausführungsform sind die gleichen wie für die erste Ausführungsform. Deshalb besitzen identische Konfigurationen die gleichen Referenzzeichen und es wird auf eine detaillierte Beschreibung der Konfigurationen verzichtet.
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In diesem elektrischen Verdichter wird flüssiges Kältemittel und Schmieröl in der Verdichtungskammer 31 zu der Gegendruckkammer 20 bewegt durch die Fluidzuführungspassage 60. Die Entlastungspassage 50 dienst als Nebenanschluss, durch den das flüssige Kältemittel ausgeworfen wird, was Stöße erzeugt durch Erhöhen von Druck der Flüssigkeit verhindert, so dass Nebenanschlüsse 13e, 13f reduziert oder weggelassen werden können. Reduzieren oder Weglassen der Nebenanschlüsse erreicht hohe Volumeneffizienz durch Reduzieren von Todvolumen und verringert Herstellungskosten des elektrischen Verdichters durch reduzieren der Arbeitsstunden. Die anderen vorteilhaften Effekte sind dieselben wie diese der ersten Ausführungsform.
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(Dritte Ausführungsform)
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Mit Bezug zu 7, werden ein Entlastungsloch 62, das mit der Gegendruckkammer 20 kommuniziert, und eine Ventilkammer 64, die mit dem Entlastungsloch 62 kommuniziert, gebildet in der fixierten Scroll 13 in einem elektrischen Verdichter einer dritten Ausführungsform. Ein Abschnitt der Ventilkammer 64 um das Entlastungsloch 62 herum ist eine Ventilaufnahme 64a. Die Ventilkammer 64 ist bedeckt durch die Dichtung 2, die eine Öffnung 2a besitzt. Die Dichtung 2 besitzt einen Federring 2b an der Öffnung 2a von der Dichtung. Die Öffnung 2a und die Ventilkammer 64 kommunizieren mit der Auswurfkammer 37 mittels einer ausgefrästen Rille 2c, die gebildet wird durch Ausfräsen der Dichtung 2.
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Ein Ball 44 als Sperrventil ist in der vorliegenden Offenbarung angeordnet an der Ventilaufnahme-(64a)-Seite in der Ventilkammer 64. Eine Drangfeder 42 ist angeordnet zwischen dem Ball 44 und dem Federring 2b. Das Entlastungsloch 62, die Ventilkammer 64, die Öffnung 2a, und die aufgefräste Rille 2c entsprichen einer Entlastungspassage 52. Die anderen Konfigurationen der dritten Ausführungsform sind dieselben wie die der ersten Ausführungsform. Deshalb besitzen identische Konfigurationen die gleichen Referenzzeichen und es wird auf eine detaillierte Beschreibung der Konfigurationen verzichtet.
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In diesem elektrischen Verdichter, wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer 20 höher ist als der Auswurfdruck der Auswurfkammer 37, passiert das Kältemittel in der Gegendruckkammer 20 durch das Entlastungsloch 62 und drückt den Ball 44, so dass er von der Ventilaufnahme 64a entfernt ist, so dass das Kältemittel von der Auswurfkammer 37 durch die Ventilkammer 64, die Öffnung 2a und die ausgefräste Rille 2c ausgeworfen wird. Wenn der Gegendruck der Gegendruckkammer 20 geringer ist als der Auswurfdruck der Auswurfkammer 37, sitzt der Ball 44 auf der Ventilaufnahme 64a, so dass das Kältemittel in der Gegendruckkammer 20 in der Gegendruckkammer 20 verbleibt. Die anderen vorteilhaften Effekte sind dieselben wie die der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform.
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(Vierte Ausführungsform)
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In einem elektrischen Verdichter einer vierten Ausführungsform wird das Sperrventil nicht durch einen Ball sondern durch einen Ventilkolben 46 bereitgestellt, wie in 8 gezeigt ist. Der Ventilkolben 46 auf der Ventilaufnahme-(64a)-Seite ist gebildet in einer Schirmform. Die anderen Konfigurationen der vierten Ausführungsform sind dieselben wie die der dritten Ausführungsform. Deshalb besitzen identische Konfigurationen die gleichen Referenzzeichen und es wird auf eine detaillierte Beschreibung der Konfigurationen verzichtet.
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Der elektrische Verdichter hat dieselben vorteilhaften Effekte wie die der dritten Ausführungsform.
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Die vorliegende Offenbarung wird oben in Übereinstimmung mit der ersten bis vierten Ausführungsform beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die erste bis vierte Ausführungsform beschränkt und kann innerhalb des Kerns der Offenbarung entsprechend geändert werden.
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Zum Beispiel obwohl Fluid mit hohem Druck in der Verdichtungskammer 31 durch die Fluidzuführungspassage 60 gebildet in der beweglichen Scroll 15 zur Gegendruckkammer 20 in der ersten bis vierten Ausführungsform zugeführt wird, kann Fluid mit hohem Druck in der Verdichtungskammer 31 zu der Gegendruckkammer 20 zugeführt werden durch bereitstellen von Kommunikation zwischen der Auswurfkammer 37 und der Gegendruckkammer 20.
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Die vorliegende Offenbarung beschränkt sich nicht auf den Scroll-Verdichter, der das im Gehäuse untergebrachte Wellenunterstützungselement enthält. Der Scroll-Verdichter kann das Wellenunterstützungselement umfassen, das von dem aus zwei Teilen bestehenden Gehäuse gehalten wird.
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Darüber hinaus ist die vorliegende Offenbarung nicht auf einen elektrischen Verdichter beschränkt und kann ein Scroll-Verdichter sein, der von einem Motor oder einem Fahrzeugmotor angetrieben wird.
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Die vorliegende Offenbarung kann auf eine Klimaanlage für ein Fahrzeug und dergleichen angewandt werden.
