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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen
Spiralkompressor zur Verwendung in einer Klimaanlage. Insbesondere
bezieht sich diese Erfindung auf einen Spiralkompressor, der
einen verbesserten Kolbenventilmechanismus zur Steuerung der
Zirkulation von Schmieröl besitzt.
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Ein Spiralkompressor hat im allgemeinen einen Aufbau, bei dem
ein Kältemittelgas über eine Ansaugkammer angesaugt wird, in
eine von zwei Spiralelementen umschlossene Kompressionskammer
eingeführt wird, durch die Spiralelemente komprimiert wird und
anschließend in eine Auslaßkammer ausgegeben wird. In der
Ansaugkammer befinden sich verschiebliche Teile wie
beispielsweise Lagerbauteile. Die verschiebbaren Teile werden durch ein
Schmieröl geschmiert, das zusammen mit dem Kältemittelgas in
dem Kühlkreislauf zirkuliert.
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Üblicherweise liegt ein gewisser Anteil des Schmieröls in
einem angesammelten, flüssigen Zustand in dem Kompressor vor,
während sich der andere Anteil des Schmieröls in einem
nebelförmiger Zustand in dem Kältemittel in dem Kompressor
befindet. Wenn die verschiebbaren Teile mit diesem angehäuften Öl
in flüssigem Zustand (im nachfolgenden wird darauf einfach als
"Schmieröl" Bezug genommen) wirksam und mittels einer
geeigneten Rate versorgt werden, wird die Schmierung der
verschiebbaren Teile gut sein.
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In der japanischen Patentveröffentlichung Hei 8-177762 ist
beispielsweise ein Spiralkompressor offenbart, bei dem der
innere Raum des Kompressors in eine Hochdruckkammer, eine
Mitteldruckkammer und eine Niederdruckkammer unterteilt ist, um
das Schmieröl unter Verwendung von Druckunterschieden zwischen
diesen Kammer an Lagerteile zu liefern. Der Spiralkompressor
ist mit einem Kolbenventilmechanismus zur Steuerung der
Zuführung von dem Schmieröl an die Lagerteile ausgestattet. Ein
Kolbenventil ist verschiebbar in einer Zylinderbohrung
eingesetzt, von der ein Öffnungsende mit der Niederdruckkammer in
Fluidverbindung steht, und das andere Öffnungsende mit der
Mitteldruckkammer in Verbindung steht. Das Kolbenventil wird
durch eine Feder mit Energie versorgt, die an der
Niederdruckseite in der Zylinderbohrung in Richtung eines Schnapprings
angeordnet ist, der an der Mitteldruckkammerseite der
Zylinderbohrung angeordnet ist. Auf diesem Weg öffnet oder
verschließt das Kolbenventil, das in der Zylinderbohrung durch
die Gasdrücke der Niederdruckkammer und der Mitteldruckkammer
und die Federkraft angetrieben wird, ein Öldurchgangsloch, das
die Hochdruckkammer mit der Mitteldruckkammer verbindet. Das
Kolbenventil und die Feder sind so angeordnet, daß sie in der
geraden Zylinderbohrung miteinander in Eingriff gelangen.
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Lagerteile befinden sich an Stellen zwischen der
Mitteldruckkammer und der Niederdruckkammer. Das Schmieröl, das durch den
Kompressorbetrieb in die Ansaugkammer gelangt ist, wird
zusammen mit dem Kältemittel in die Hochdruckkammer geleitet und
dort in einem flüssigen Zustand angesammelt. Nur wenn das
Kolbenventil in geeigneter Weise positioniert ist, wird das Öl-
durchgangsloch geöffnet und das Schmieröl gelangt aus der
Hochdruckkammer über das Öldurchgangsloch in die
Mitteldruckkammer. Anschließend wird das Schmieröl aufgrund des
Druckunterschiedes zwischen der Mitteldruckkammer und der
Niederdruckkammer dazu gezwungen, zu den verschiedenen Lagerteilen
geleitet zu werden, die sich an Stellen zwischen diesen
befinden, und schließlich zu der Niederdruckkammer.
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In dem oben erläuterten Spiralkompressor wird die Feder
übermäßig zusammengedrückt, wenn die Kraft, die das Kolbenventil
aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der Mitteldruckkammer
und der Niederdruckkammer zu hoch wird, und Räume, die die
Federspirale unterbringen, werden in einem solchen Ausmaß zu
klein, daß eine elastische Deformation der Feder auftritt.
Wenn das Zusammendrücken der Feder wiederholt wird, nimmt
anschließend eine Möglichkeit zu, daß die Feder unter einer
plastischen Deformation oder einem Bruch leidet. Wenn die Feder
gebrochen ist oder unter einer plastischen Deformation
gelitten hat, bleibt das Öldurchlaßloch anschließend die ganze Zeit
verschlossen, und folglich wird die Schmierung der Lagerteile
unzureichend, was das Fressen der Lagerteile hervorruft.
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Es war demnach lange eine Wunsch, dieses Problem zu lösen.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Spiralkompressor bereitzustellen, der einen Kolbenventilmechanismus
besitzt, der durch eine Druckdifferenz und eine Federkraft
angetrieben wird, und der eine Verhinderungsvorrichtung für eine
übermäßige Kompression der Feder besitzt.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Weitere vorteilhafte Entwicklungen sind Gegenstand der
abhängigen Ansprüche.
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Der Kolbenventilmechanismus weist eine Zylinderbohrung auf,
die in einem Hauptgehäuse des Kompressors gebohrt ist, ein
Kolbenventil, das in die Zylinderbohrung eingesetzt ist, eine
Feder, die das Kolbenventil in Richtung einer
Mitteldruckkammer mit Energie versorgt. Die erste Ausführungsform der
Verhinderungsvorrichtung für die übermäßige Kompression der Feder
weist einen stufenweise enger werdenden Abschnitt der
Zylinderbohrung auf. Durch einen Eingriff einer Endoberfläche des
Kolbenventils und eines Begrenzungsabschnittes des verengten
Abschnittes ist der Hub des Kolbenventils begrenzt.
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Die zweite Ausführungsform der Verhinderungsvorrichtung für
die übermäßige Kompression der Feder weist einen sich
stufenweise erweiternden Flanschabschnitt des Kolbenventils auf.
Durch einen Eingriff des Flanschabschnittes und eines
Schulterabschnittes, der in der Zylinderbohrung vorgesehen ist, ist
der Hub des Kolbenventils begrenzt.
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Die dritte Ausführungsform der Verhinderungsvorrichtung für
die übermäßige Kompression der Feder weist ein längliches
Durchgangsloch auf, das senkrecht zum Kolbenventil gebohrt
ist, und einen Zapfen, der an dem Kompressorkörper befestigt
ist und in das Durchgangsloch eingesetzt ist. Durch einen
Eingriff des Zapfens und einer Seitenoberfläche der inneren Wand
des länglichen Durchgangslochs ist der Hub des Kolbenventils
begrenzt.
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Die vierte Ausführungsform der Verhinderungsvorrichtung für
eine übermäßige Kompression der Feder weist eine Stange auf,
die an einem Endabschnitt des Kolbenventils angeformt ist und
die Feder hineinragt, und eine Aufnahmewand, die die Oberseite
der Stange aufnimmt. Durch einen Eingriff der Oberseite der
Stange und der Aufnahmewand ist der Hub des Kolbenventils
begrenzt.
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Die fünfte Ausführungsform der Verhinderungsvorrichtung zur
übermäßigen Kompression der Feder weist einen
Entlastungsdurchlaß auf, der einen Druck in der Mitteldruckkammer zu
einer Niederdruckkammer gehen läßt, wenn das Kolbenventil dabei
ist, über die Grenze der übermäßigen Kompression der Feder
hinauszugehen. Durch das Zulassen, daß der Druck auf eine
Endseite des Kolbenventils wirkt, das die Feder zu der
Niederdruckkammerseite zusammendrückt, wird das Kolbenventil von dem
Druck entlastet, so daß der Hub des Kolbenventils begrenzt
ist.
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Die sechste Ausführungsform der Verhinderungsvorrichtung für
eine übermäßige Kompression der Feder weist einen
Entlastungsdurchlaß und ein Entspannungsventil auf. Das
Entspannungsventil dient dazu, den Entlastungsdurchlaß zu öffnen, wenn ein
unnormal hoher Druck auf die Endoberfläche des Kolbenventils
wirkt. Durch das Zulassen, daß der Druck auf die Endseite des
Kolbenventils wirkt, das die Feder zu der
Niederdruckkammerseite komprimiert, wird das Kolbenventil von dem Druck
entspannt, so daß der Hub des Kolbenventils begrenzt ist.
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Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden
anhand der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen verständlich.
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Fig. 1 ist eine Querschnittansicht eines
Spiralkompressors gemäß der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Fig. 2(a) und Fig. 2(b) sind vergrößerte Querschnittansichten
des Kolbenventilabschnittes aus Fig.
1.
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Fig. 3(a) und Fig. 3(b) sind vergrößerte Querschnittansichten
des Kolbenventilabschnittes gemäß der
zweiten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 4(a) und Fig. 4(b) und sind vergrößerte Querschnittansichten
des Kolbenventilabschnittes gemäß der
dritten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 5(a) und Fig. 5(b) und sind vergrößerte Querschnittansichten
des Kolbenventilabschnittes gemäß der
vierten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 6(a), Fig. 6(b) und Fig. 6(c) sind vergrößerte Querschnittansichten
des Kolbenventilabschnittes gemäß der
fünften Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Fig. 7(a) und Fig. 7(b) sind vergrößerte Querschnittansichten
des Kolbenventilabschnittes gemäß der
sechsten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Unter Bezugnahme auf Fig. 1 weist ein Spiralkompressor eine
ganz außen liegende Schale 1, ein Frontgehäuse 4, das ein
offenes Ende der Schale 1 verschließt, und einen
Kompressorkörper, der in der Schale 1 untergebracht ist, auf.
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Der Kompressorkörper weist ein Hauptgehäuse 5 auf, das in
einem Raum vorgesehen ist, der von der Schale 1 und dem
Frontgehäuse 4 umschlossen wird, sowie eine Antriebswelle 6, die
durch das Frontgehäuse 4 und das Hauptgehäuse 5
hindurchdringt, eine kreiselnde Spirale 14, die mechanisch mit der
Antriebswelle verbunden ist, und eine feststehende Spirale 15,
die in die kreiselnde Spirale 14 eingepaßt ist.
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Die kreiselnde Spirale 14 ist so angeordnet, daß sie der
feststehenden Spirale 15 gegenüberliegt und eine kreiselnde
Bewegung durchführt. In Zusammenwirkung mit der feststehenden
Spirale 15 saugt die kreiselnde Spirale 14 ein Kältemittelgas aus
einer Ansaugöffnung 16 an, die am oberen Abschnitt des
Frontgehäuses 4 vorgesehen ist, und komprimiert das Kältemittelgas
durch ihre kreiselnde Bewegung in einer vorbestimmten
Richtung.
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Zwischen der feststehenden Spirale 15 und der Bodenwand (die
rechte Seitenwand in der Figur) der Schale 1, ist eine erste
Hochdruckkammer 1a als Hochdruckraum ausgebildet. Zwischen dem
Hauptgehäuse 5 und der Wand der Schale 1 und der Wand des
Frontgehäuses 4 ist ferner eine zweite Hochdruckkammer 1b als
Hochdruckraum ausgebildet. Untere Abschnitte der ersten und
zweiten Hochdruckkammern 1a und 1b stehen über Durchlässe
(nicht gezeigt), die in dem Hauptgehäuse 5 und der
feststehenden Spirale 15 ausgebildet sind, miteinander in
Fluidverbindung und bilden einen Ölsumpf zum Sammeln des Schmieröls. Eine
Auslaßöffnung 19 zum Auslassen des Kältemittelgases, die mit
der zweiten Hochdruckkammer 1b in Fluidverbindung steht, ist
am oberen Abschnitt der Schale 1 ausgebildet.
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Die Antriebswelle 6 ist so vorgesehen, daß sie den Mittelteil
des Frontgehäuses 4 und des Hauptgehäuses 5 durchdringt. Mit
dem rechten Ende (in der Figur) der Antriebswelle 6 ist die
kreiselnde Spirale 14 mechanisch verbunden, deren Mittelpunkt
sich an einer Position befindet, die von der Achse der
Antriebswelle 6 versetzt ist und darum herumkreist. Am linken
Ende (in der Figur) der Antriebswelle 6 ist ein
Antriebsmechanismus 24 zum Antreiben der Antriebswelle 6 vorgesehen. Die
Antriebswelle 6 wird in der Radialrichtung über Axiallager 7a
und 7b drehbar gelagert.
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Dort, wo die Antriebswelle 6 das Hauptgehäuse 5 durchdringt,
ist ein erstes Radiallager 9a um einen Abschnitt mit großem
Durchmesser der Antriebswelle 6 herum angeordnet. Ein
Kurbelzapfen 6a ist am Abschnitt mit dem großen Durchmesser der
Antriebswelle 6 befestigt und in ein Loch eingesetzt, das in
einer exzentrischen Achse 10 vorgesehen ist. In einem
Mündungsabschnitt 14a, der von einer Platte der kreiselnden Spirale 4
vorsteht, ist die exzentrische Buchse 10 über ein zweites
radiales Lager 9 drehbar eingesetzt. Zwischen der inneren
Oberfläche des Hauptgehäuses 5 und dem Mündungsabschnitt 14a der
kreiselnden Spirale 14 ist eine Niederdruckkammer 11
ausgebildet.
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Zwischen der kreiselnden Spirale 14 und dem Hauptgehäuse 5 ist
eine Oldham-Kupplung angeordnet. Das linke Ende der
Antriebswelle 6 ist in dem vorstehenden Abschnitt des Frontgehäuses 4
über ein Kugellager 25 drehbar gelagert. Eine Kammer 16' um
die Antriebswelle 6 herum, die in Fluidverbindung mit der
Ansaugöffnung 16 steht, ist ebenfalls eine Niederdruckkammer.
Ein Wellenabdichtungsbauteil 12 ist um die Antriebswelle 6
herum vorgesehen, um die Niederdruckkammer 16' gegenüber
draußen abzudichten.
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In einem Plattenabschnitt 15a der feststehenden Spirale 15 ist
ein Auslaßloch 15b an dessen Mittelabschnitt gebohrt, um es zu
ermöglichen, daß Kältemittelgas, das von der kreiselnden
Spirale 14 komprimiert wird, auszulassen.
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Wenn die Antriebswelle 6 durch den Antriebsmechanismus 24
angetrieben wird, um zu drehen, wird die kreiselnde Spirale 14
ohne zu schleudern gedreht und das Kältemittelgas wird durch
die kreiselnde Spirale 14 und die feststehende Spirale 15 über
die Ansaugöffnung 16 aus einem nicht gezeigten äußeren
Kühlkreislauf in einen Raum eingeführt, der von der kreiselnde
Spirale 14 und der feststehenden Spirale 15 gebildet wird.
Anschließend wird das angesaugte Kältemittelgas durch die
Zusammenwirkung der kreiselnden Spirale 14 und der feststehenden
Spirale 15 komprimiert. Das komprimierte Kältemittelgas wird
in die erste Hochdruckkammer 1a ausgelassen und über die
zweite Hochdruckkammer 1b und eine Auslaßöffnung 19 zu dem äußeren
Kühlkreis geleitet.
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Ein Auslaßventil 26, das den. Durchlaß des Kältemittelgases
durch das Auslaßloch 15b regelt, ist an dem Plattenabschnitt
15a der feststehenden Spirale 15 befestigt. In der ersten
Hochdruckkammer 1a ist eine Drossel 27 an dem Plattenabschnitt
15a der feststehenden Spirale 15 befestigt, um dem Auslaßloch
15b gegenüberzuliegen. Diese Drossel 27 besitzt eine Funktion
zur Trennung des Schmieröls und des reinen Kältemittelgases
und zum Zulassen, daß das Schmieröl in einem Ölsumpf 18
gesammelt wird.
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An einem unteren Teil des Hauptgehäuses 5 ist ein Öldurchlaß
5a ausgebildet, um eine Fluidverbindung zwischen dem Ölsumpf
18 und einer Mitteldruckkammer 8 herzustellen. Das Schmieröl
in dem Ölsumpf 18 wird durch den Druckunterschied zwischen der
zweiten Hochdruckkammer 1b und der Mitteldruckkammer 8 zu der
Mitteldruckkammer 8 geliefert.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 besitzt der
Spiralkompressor in seinem Hauptgehäuse 5 eine Zylinderbohrung 20,
die von der Seite der Mitteldruckkammer 8 zu der Seite der
Niederdruckkammer 11 gebohrt ist, den Öldurchlaß 5a, der so
ausgebildet ist, daß er eine Fluidverbindung zwischen der
zweiten Hochdruckkammer 1b und der Zylinderbohrung 20
herstellt, und ein Kolbenventil 21, das verschieblich in die
Zylinderbohrung 20 eingesetzt ist. In der Zylinderbohrung 20 ist
eine Druckfeder 22 untergebracht, die das Kolbenventil 21 zu
der Mitteldruckkammer 8 hin mit Energie versorgt. Ferner ist
in der Zylinderbohrung 20 ein Schnappring 23 befestigt, der
verhindert, daß das Kolbenventil 21 aus der Zylinderbohrung 20
herauskommt. Auf diesem Weg wird das Kolbenventil 21 in der
Zylinderbohrung 20 in Reaktion auf den Ausgleich der
Druckdifferenz zwischen der Mitteldruckkammer 8 und der
Niederdruckkammer 11 und die Kraft der Feder 22 in der Zylinderbohrung 20
angetrieben.
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Das Kolbenventil 21 besitzt an einem Ende eine
Druckaufnahmeoberfläche 21a, die die Mitteldruckkammer 8 vorspannt, und auf
der gegenüberliegenden Seite, die der Niederdruckkammer 11
gegenüberliegt, eine Druckaufnahmeoberfläche 21b. In dem
Kolbenventil 21 sind ein axiales Loch 21d, das mit der
Mitteldruckkammer 8 in Verbindung steht, eine Vielzahl an radialen
Löchern 21e, die eine Verbindung zwischen dem axialen Loch 21d
und dem Öldurchlaß 5a herstellen, gebohrt. An einem Abschnitt,
wo der Öldurchlaß 5a eine Zylinderbohrung 20 schneidet, ist
eine ringförmige Nut 5b auf der inneren Oberfläche der
Zylinderbohrung 20 ausgebildet. Somit wird gemäß der axialen
Position des Kolbenventils 21 der Öffnungsgrad des Öldurchlasses
5a reguliert.
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Das Kolbenventil 21 wird durch die Drücke bewegt, die auf die
Druckaufnahmeoberflächen 21a und 21b wirken, und durch die
Ausdehnungskraft der Feder 22. Wenn die Kraft, die auf die
Druckaufnahmeoberfläche 21a ausgeübt wird, von einer Kraft
überwunden wird, die auf die Druckaufnahmeoberfläche 21b
wirkt, plus der Kraft der Feder 22, wird das Kältemittelgas
zusammen mit dem Schmieröl aus der Hochdruckkammer 1b über den
Öldurchlaß in einem in Fig. 2(a) gezeigten Zustand zu der
Mitteldruckkammer 8 geleitet. Wenn sich das Gleichgewicht der
Kräfte ändert, wird das Kolbenventil 21 aus einem in Fig.
2(a) gezeigten Zustand in einen in Fig. 2(b) gezeigten
Zustand versetzt und anschließend wird der Öffnungsgrad des
Öldurchlasses 5a verringert.
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Das Kältemittelgas läuft zusammen mit dem Schmieröl in der
Mitteldruckkammer 8 durch das erste radiale Lager 9a zu der
Niederdruckkammer 11 aus, wodurch die ersten und zweiten
Radiallager 9a, 9b geschmiert werden. Anschließend beginnt sich
der Druck in der Mitteldruckkammer 8 zu verringern und zum
früheren Kräftegleichgewicht zurückkehren. Das heißt, durch
die Ausdehnungswirkung der Feder 22 wird das Kolbenventil 21
aus dem Zustand, der in Fig. 2(b) gezeigt ist, in einen
ursprünglichen Zustand, der in Fig. 2(a) gezeigt ist, versetzt,
und als ein Ergebnis nimmt der Öffnungsgrad des Öldurchlasses
5a wieder zu. Das Schmieröl, das die ersten und zweiten
Radiallager 9a, 9b geschmiert hat, gelangt in die
Niederdruckkammer 11 und schmiert anschließend den gleitenden Abschnitt
zwischen der kreiselnden Spirale 14 und der Oldham-Kupplung 13
und wird anschließend in das angesaugte Kältemittelgas, das
aus der Ansaugöffnung 16 kommt, aufgenommen. Schließlich wird
das Öl durch die kreiselnde Spirale 14 mit dem angesaugten
Kältemittelgas vermischt und komprimiert, um wieder durch das
Auslaßloch 15 ausgestoßen zu werden, und kehrt zum Ölsumpf 18
zurück.
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Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist der innere Durchmesser des rechtsseitigen Abschnittes der
Zylinderbohrung 20 stufenweise verengt, um einen
Begrenzungsabschnitt 31 zur Begrenzung der axialen Bewegung des
Kolbenventils 21 in Richtung der Feder 22 vorzusehen. Wenn das
Kolbenventil 21 den Begrenzungsabschnitt 31 erreicht und damit in
Eingriff gelangt, wird die Bewegung des Kolbenventils 21 gegen
die Stoßkraft der Feder 22 gestoppt, bevor die Feder 22 zu
einem dichten zusammengepreßten Zustand komprimiert wird, indem
die gesamte Spirale der Feder fest zusammenkommt. Das heißt,
der Begrenzungsabschnitt 31, der aus einem einwärts- und
stufenweise verengten Abschnitt der Zylinderbohrung 20
hergestellt wird, dient als Hubbegrenzungsmittel für das
Kolbenventil 21.
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Gemäß diesem Aufbau wird das Auftreten einer plastischen
Deformation oder der Bruch der Feder 22 wirksam verhindert, da
die Bewegung des Kolbenventils 21 gegen die Stoßkraft der
Feder 22 durch den Begrenzungsabschnitt 31 gestoppt wird, bevor
die Feder 22 in einem zu eng komprimierten Zustand komprimiert
wird, bei dem die Spirale der Feder fast geschlossen wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 3(a) und (b) wird die zweite
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da die
gleichen Teile die gleichen Bezugszeichen tragen, wird deren
Erläuterung weggelassen.
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Bei dem Spiralkompressor gemäß der zweiten Ausführungsform ist
anstelle des Begrenzungsabschnittes 31, der aus einem einwärts
gerichteten und sich stufenweise verengenden Abschnitt der
Zylinderbohrung 20 hergestellt wurde, der in den Fig. 2(a)
und 2(b) gezeigt ist, ein Flanschabschnitt 32 vorgesehen, der
aus einem auswärts gerichteten und sich stufenweise
erweiternden Abschnitt des Kolbenventils 21 hergestellt wird und sich
in seinem Mitteldruckkammerseitenende befindet. Durch einen
Eingriff des Flanschabschnittes 32 und eines
Schulterabschnittes 20a, wie in Fig. 3(b) gezeigt ist, wird die Bewegung des
Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der Feder 22 gestoppt,
bevor die Feder 22 in einem zu engen Kompressionszustand
komprimiert wird, bei dem die gesamte Spirale der Feder fast
geschlossen wird. Das heißt, der Flanschabschnitt 32, der aus
einem auswärts gerichteten und sich stufenweise erweiternden
Abschnitt des Kolbenventils 21 hergestellt ist, dient als
Hubbegrenzungsvorrichtung für das Kolbenventil 21.
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Gemäß diesem Aufbau wird das Auftreten einer plastischen
Deformation oder ein Bruch der Feder 22 wirksam verhindert, da
die Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der
Feder 22 durch den Flanschabschnitt 32 gestoppt wird, bevor
die Feder 22 in einen zu stark komprimierten Zustand
zusammengedrückt wird, in dem die gesamte Spirale der Feder zu dicht
geschlossen wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 4(a) und 4(b) wird die dritte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden,
wird deren Erläuterung weggelassen.
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Bei dem Spiralkompressor gemäß der dritten Ausführungsform ist
ein Durchgangsloch 33 in das Kolbenventil 21 senkrecht in
Bezug zur Achse des Kolbenventils 21 gebohrt, zusätzlich zu dem
axialen Loch 21e. Des weiteren ist ein Zapfen 34 an dem
Hauptgehäuse 5 befestigt; so daß er sich quer durch die
Zylinderbohrung 20 erstreckt und sich durch das Durchgangsloch 33
erstreckt. Das Durchgangsloch 33 hat eine lang gestreckte
Gestalt, die sich in der Axialrichtung der Zylinderbohrung 20
erstreckt. Somit ist ein Raum zwischen der äußeren Oberfläche
(linke Seite in der Figur) der inneren Wand des Durchgangsloch
33 und dem Zapfen 34 vorgesehen, um die axiale Bewegung des
Kolbenventils 21 in der Zylinderbohrung 20 zu ermöglichen.
Wenn die eine seitliche Oberfläche der inneren Wand des
Durchgangslochs 33 den Zapfen 34 erreicht und mit ihm in Eingriff
gelangt, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist, wird die Bewegung des
Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der Feder 22 gestoppt,
bevor die Feder 22 in einen zu stark zusammengedrückten
Zustand komprimiert wird, bei dem die gesamte Spule der Feder zu
stark geschlossen wird. Das heißt, der Zapfen 34 dient auch
als eine Hubbegrenzungsvorrichtung für das Kolbenventil 21.
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Gemäß diesem Aufbau wird ein Auftreten einer elastischen
Deformation oder ein Bruch der Feder 22 wirksam verhindert, da
die Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der
Feder 22 durch den Zapfen 34 gestoppt wird, bevor die Feder 22
in einen zu dicht zusammengedrückten Zustand komprimiert wird,
bei dem die gesamte Spule der Feder zu stark geschlossen wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 5(a) und 5(b) wird die vierte
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da
gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, wird
deren Erläuterung weggelassen.
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Bei dem Spiralkompressor gemäß der vierten Ausführungsform ist
ein Stangenteil 35 so geformt, daß es in die Feder 22 hinein
ragt. Andererseits ist am Hauptgehäuse 5 ein Stoppabschnitt 36
vorgesehen, der die Spitze der Stange 35 aufnimmt. Wenn die
Stange 35 den Stoppabschnitt 36 erreicht und mit ihm in
Eingriff gelangt, wie in Fig. 5(b) gezeigt ist, wird die
Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der Feder 22
gestoppt, bevor die Feder 22 in einen zu dicht komprimierten
Zustand zusammengedrückt wird, bei dem die gesamte Spule der
Feder zu stark geschlossen wird. Das heißt, die Kombination
der Stange 35 und des Stoppabschnitts 36 dienen als
Hubbegrenzungsvorrichtung für das Kolbenventil 21.
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Gemäß diesem Aufbau wird das Auftreten einer plastischen
Deformation oder eines Bruchs der Feder 22 wirksam verhindert,
da die Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft
der Feder 22 durch den Eingriff der Stange 35 und des
Stoppabschnitts 26 gestoppt wird, bevor die Feder 22 in einem zu
dicht komprimierten Zustand zusammengedrückt wird, bei dem die
gesamte Spule der Feder zu stark geschlossen wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 6(a), 6(b) und 6(c) wird die
fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Da gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind,
wird deren Erläuterung weggelassen.
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Bei dem Spiralkompressor gemäß Ausführungsform ist in dem
Gehäuse 5 ein Entlastungsdurchlaß 37 ausgebildet, der eine
Öffnung an der inneren Oberfläche der Zylinderbohrung 20 und eine
andere Öffnung an der Seite der Niederdruckkammer 11 besitzt.
Von einem ausgedehnten Zustand der Feder 22, wie in Fig. 6(a)
gezeigt ist, bis zum zulässigen zusammengedrückten Zustand der
Feder 22, der in Fig. 6(b) gezeigt ist, verbleibt der
Entlastungsdurchlaß 37 durch das Kolbenventil 21 geschlossen. Wenn
das Kolbenventil 21 jedoch durch den Druck der
Mitteldruckkammer 8 über den Zustand, der Fig. 6(b) gezeigt ist, hinaus
gestoßen wird, beginnt sich der Entlastungsdurchlaß 37 zu
öffnen. Wenn der Entlastungsdurchlaß 37 geöffnet ist, wird die
Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der Feder
22 am Weitergehen gehindert, bevor die Feder 22 in einem zu
stark komprimierten Zustand zusammengedrückt ist, bei dem die
gesamte Spule der Feder zu stark geschlossen wird, wie in
Fig. 6(c) gezeigt ist, da es dem Druck in der Mitteldruckkammer
8 gestattet ist, über den Entlastungsdurchlaß 37 zur
Niederdruckkammer 11 zu gelangen. Das heißt, die Kombination des
Entlastungsdurchlasses 37 und des Kolbenventils 21 dient auch
als Hubbegrenzungsvorrichtung für das Kolbenventil 21.
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Gemäß diesem Aufbau wird ein Auftreten einer plastischen
Deformation oder ein Bruch der Feder 22 wirksam verhindert, da
die Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der
Feder 22 durch diesen Druckentlastungsmechanismus am
Weitergehen gehindert wird, bevor die Feder 22 in einem zu dicht
komprimierten Zustand zusammengedrückt wird, bei dem die gesamte
Spule der Feder zu stark geschlossen wird.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 7(a) und 7(b) wird die
sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Da
die gleichen Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind,
wird deren Erläuterung weggelassen.
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Bei dem Spiralkompressor gemäß der sechsten Ausführungsform
besitzt der Entlastungsdurchlaß 37 eine Öffnung 37a, die mit
der Mitteldruckkammer 8 direkt verbunden ist, anstatt daß er
eine Öffnung hat, die mit der Zylinderbohrung 20 verbunden
ist, wie in den Fig. 6(a)-6(c) gezeigt ist. Und am
gegenüberliegenden Ende des Entlastungsdurchlasses 37 ist ein
Entlastungsventil 38 vorgesehen.
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Das Entlastungsventil 38 weist einen Ventilkörper 42 auf, der
in einer Ventilkammer 41 angeordnet ist, die mit dem anderen
Ende des Entlastungsdurchlasses 37 in Fluidverbindung steht,
sowie eine Feder 43, die den Ventilkörper 42 zu der Öffnung
37a mit Energie versorgt, und eine Federaufnahme 44, die an
dem Hauptgehäuse 5 befestigt ist und die Feder 43 lagert. In
der Federaufnahme 44 sind eine Vielzahl von Löchern 45
gebohrt, die eine Fluidverbindung zwischen der Ventilkammer 41
und der Niederdruckkammer 11 herstellen.
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Wenn die Druckdifferenz zwischen der Mitteldruckkammer 8 und
der Niederdruckkammer 11 gering ist, da das Entlastungsventil
38 geschlossen ist, wie in Fig. 7(a) gezeigt ist, führt das
Kolbenventil 21 einen gewöhnlichen Betrieb, der zuvor
beschrieben wurde, durch. Wenn die Druckdifferenz zwischen der
Mitteldruckkammer 8 und der Niederdruckkammer 11 angestiegen
ist, öffnet sich das Entlastungsventil 38, wie in Fig. 7(b)
gezeigt ist, bevor die Feder 22 in einen zu stark
komprimierten Zustand zusammengedrückt wird, bei dem die gesamte Spule
der Feder zu stark geschlossen wird. Das heißt, wenn der
Gasdruck in der Mitteldruckkammer 8 unnormal zunimmt, öffnet das
Entlastungsventil 38 den Entlastungsdurchlaß 37. Somit wird
die Bewegung des Kolbenventils 21 entgegen der Stoßkraft der
Feder 22 am Weitergehen gehindert, bevor die Feder 22 in einen
zu stark komprimierten Zustand zusammengedrückt wird, bei dem
die gesamte Spule der Feder zu stark geschlossen wird, da es
dem Druck in der Mitteldruckkammer 8 gestattet wird, über den
Entlastungsdurchlaß 37 zu der Niederdruckkammer 11 zu
gelangen. Das heißt die Kombination des Entlastungsdurchlasses 37
und des Entlastungsventils 38 dient auch als eine
Hubbegrenzungsvorrichtung für das Kolbenventil 21.
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Der Spiralkompressor besitzt eine Verhinderungsvorrichtung für
eine übermäßige Kompression einer Feder, die in einem
Kolbenventilmechanismus verwendet wird, um das Zuführen von
Schmieröl an Lagerteile in dem Kompressor zu steuern. Der
Kolbenventilmechanismus weist eine Zylinderbohrung 20, einen im
allgemeinen zylindrischen Ventilkörper und eine Feder 22 auf, die
den Ventilkörper in eine Richtung mit Energie versorgt. Der
Kolbenventilmechanismus wird durch eine Druckdifferenz
zwischen einer Mitteldruckkammer 8 und einer Niederdruckkammer 11
und durch eine Kraft der Feder 22 angetrieben. In der
Zylinderbohrung 20 ist zur Seite der Niederdruckkammer 8 ein sich
stufenweise verengender Abschnitt vorgesehen. Die Schulter des
sich stufenweise verengenden Abschnittes verhindert, daß sich
der Ventilkörper weiter bewegt, bevor die Feder 22 in einem zu
stark komprimierten Zustand zusammengedrückt wird, bei dem die
gesamte Spule der Feder 22 zu stark geschlossen wird.