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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spiralverdichter, der
verdichtetes Gas zu einer Elektrode einer Brennstoffzelle zuführt.
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Die
japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung
Nr. 11-257259 offenbart
einen solchen Spiralverdichter. Der Spiralverdichter hat ein orbitierendes Spiralelement,
ein feststehendes Spiralelement, einen Einlass und einen Auslass.
Das orbitierende Spiralelement hat eine orbitierende Spiralgrundplatte und
eine orbitierende Spiralspiralwand, die sich von der orbitierenden
Spiralgrundplatte erstreckt. Das feststehende Spiralelement hat
eine feststehende Spiralgrundplatte und eine feststehende Spiralspiralwand,
die sich von der feststehenden Spiralgrundplatte erstreckt. Die
orbitierende Spiralspiralwand und die feststehende Spiralspiralwand
sind miteinander in Eingriff, so dass sie einen Verdichtungsbereich zwischen
dem orbitierenden Spiralelement und dem feststehenden Spiralelement
bilden. Der Einlass ist an der Seite der feststehenden Spiralspiralwand
ausgebildet; die eine Außenseite
der orbitierenden Spiralspiralwand ist, und der Auslass ist in der
Mitte der feststehenden Spiralgrundplatte durch diese hindurch ausgebildet.
Wenn die Temperatur in dem Verdichtungsbereich relativ hoch wird,
dehnen sich die orbitierende Spiralspiralwand und die feststehende Spiralspiralwand
jeweils als Ganzes in Radialrichtungen der orbitierenden Spiralgrundplatte
und der feststehenden Spiralgrundplatte aus. Einerseits wird, da in
dem Spiralverdichter die Außenumfangsseite
der feststehenden Spiralspiralwand, die sich in der Nähe des Einlasses
befindet, durch das Einlassgas direkt gekühlt wird, die feststehende
Spiralspiralwand an sich teilweise bei einer relativ geringen Temperatur beibehalten.
Andererseits wird die orbitierende Spiralspiralwand an sich, die
sich innerhalb der feststehenden Spiralspiralwand befindet, durch
die Verdichtungswärme
bei einer relativ hohen Temperatur beibehalten.
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Daher
wird ein Verformungsbetrag der orbitierenden Spiralspiralwand größer als
jener der feststehenden Spiralspiralwand. Aus diesem Grund ist es
mit großer
Wahrscheinlichkeit zu erwarten, dass eine Außenumfangswand der orbitierenden
Spiralspiralwand in Kontakt mit einer Innenumfangswand der feststehenden
Spiralspiralwand kommt.
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Um
den Kontakt zwischen der orbitierenden Spiralspiralwand und der
feststehenden Spiralspiralwand zu verhindern, indem das Teildifferential
der thermischen Ausdehnung aus dem Stand der Technik vermieden wird,
wird die Dicke zumindest einer aus der orbitierenden Spiralspiralwand
und der sich nahe des Einlasses befindenden feststehenden Spiralspiralwand
verringert.
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Ferner
hat bei dem bekannten Spiralverdichter gemäß der JP 11-257259, der das
verdichtete Gas zu der Elektrode der Brennstoffzelle zuführt, die orbitierende
Spiralgrundplatte einen relativ großen Durchmesser. Zudem befindet
sich eine Vielzahl von angetriebenen Kurbelwellenaufnahmen mit einem Boden,
der eine relativ große
Dicke hat, an der hinteren Fläche
der orbitierenden Spiralgrundplatte. Ein Teil der orbitierenden
Spiralgrundplatte, an dem sich die angetriebenen Kurbelwellenaufnahmeabschnitte befinden,
hat eine größere Steifigkeit
als ein Teil der orbitierenden Spiralgrundplatte, an dem sich die
angetriebenen Kurbelwellenaufnahmeabschnitte nicht befinden.
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In
dem Teil der orbitierenden Spiralgrundplatte, der eine relativ große Steifigkeit
hat, ist die Verformung des Teils der orbitierenden Spiralgrundplatte,
die durch die thermische Ausdehnung verursacht wird, eingeschränkt. Mit
anderen Worten ist in dem Teil der orbitierenden Spiralgrundplatte,
an dem sich der angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitt befindet,
die Verformung des Teils der orbitierenden Spiralspiralwand eingeschränkt. Im
Gegensatz dazu wird die Verformung des Teils der orbitierenden Spiralspiralwand,
an dem sich die angetriebenen Kurbelwellenaufnahmeabschnitte nicht
befinden, erleichtert, da die Verformung des Teils der orbitierenden
Spiralgrundplatte, an dem sich der angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitt
befindet, eingeschränkt
ist. Aus diesem Grund ist es höchst
wahrscheinlich, dass in dem Teil der orbitierenden Spiralgrundplatte,
in dem sich der angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitt nicht
befindet, die Außenumfangswand
der orbitierenden Spiralspiralwand in mit der Innenumfangswand der
feststehenden Spiralspiralwand festen Kontakt kommt. In diesem Fall
befindet sich der Teil, in dem die orbitierende Spiralspiralwand
verformt ist, nicht nur in der Nähe
des Einlasses, wie dies mit Bezug auf den Stand der Technik beschrieben
wurde. Daher ist es auf die Weise, dass die Dicke von zumindest
einem der Teile der orbitierenden Spiralspiralwand und der feststehenden
Spiralspiralwand, die sich in der Nähe des Einlasses befinden,
auf die mit Bezug auf den Stand der Technik beschriebene Art und
Weise verringert wird, schwierig zu verhindern, dass die orbitierende
Spiralspiralwand und die feststehende Spiralspiralwand miteinander
in festen Kontakt kommen. Dadurch hat man es mit einer durch den
Kontakt verursachten Verringerung der Lebensdauer, einer Erhöhung des
Abriebs und einem Anstieg der Geräuschentwicklung und der Schwingungsentwicklung
zu tun.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Spiralverdichter
mit einem feststehenden Spiralelement und einem orbitierenden Spiralelement
zu schaffen, der einen vibrations- und geräuscharmen Lauf aufweist und
insbesondere durch die Verminderung der verdichterinternen Reibung
einen hohen Wirkungsgrad bei langer Lebensdauer erzielt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst mit denen
weitgehend vermieden wird, dass das feststehende Spiralelement und
das orbitierende Spiralelement aufgrund großer Temperaturunterschiede
beim Betrieb des Verdichters unerwünscht in Kontakt treten. Auf
diese Weise wird die im Verdichter auftretende Reibung minimiert,
wodurch zum einen der Lauf des Verdichters hinsichtlich Vibrations-
und Geräuschentwicklung
profitiert, zum anderen der Wirkungsgrad und die Lebensdauer des Verdichters
verbessert wird.
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung werden detailliert anhand bevorzugter
Ausführungsbeispiele
beschrieben.
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1 eine
Längsschnittansicht
ist, die einen Spiralverdichter für eine Brennstoffzelle gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A eine
Draufsicht ist, die ein orbitierendes Spiralelement zum Gebrauch
in dem Spiralverdichter gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2B eine
teilweise vergrößerte Perspektivansicht
ist, die einen Entspannungsteil einer orbitierenden Spiralspiralwand
des orbitierenden Spiralelements zum Gebrauch in dem Spiralverdichter
gemäß dem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2C eine
teilweise vergrößerte Perspektivansicht
ist, die einen Entspannungsteil einer orbitierenden Spiralspiralwand
eines orbitierenden Spiralelements zum Gebrauch in einem Spiralverdichter gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3A eine
Draufsicht ist, die ein feststehendes Spiralelement zum Gebrauch
in einem Spiralverdichter gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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3B eine
teilweise vergrößerte Perspektivansicht
ist, die einen Entspannungsteil einer feststehenden Spiralspiralwand
zum Gebrauch in einem Spiralverdichter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt; und
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3C eine
teilweise vergrößerte Perspektivansicht
ist, die einen Entspannungsteil einer feststehenden Spiralspiralwand
zum Gebrauch in einem Spiralverdichter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 1 ein Spiralverdichter
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Spiralverdichter schickt
Luft zu einer Sauerstoffelektrode einer Brennstoffzelle. Der Spiralverdichter
hat zudem eine Verdichtereinheit, eine Kurbeleinheit und eine Antriebsmotoreinheit.
In 1 ist eine linke Seite der Zeichnung vorne und
eine rechte Seite davon ist hinten.
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Unter
Bezugnahme auf 1 hat die Verdichtereinheit
ein feststehendes Spiralelement 11 und ein orbitierendes
Spiralelement 12. Das feststehende Spiralelement 11 hat
eine scheibenförmige Spiralgrundplatte 11a,
eine feststehende Spiralspiralwand 11b, die sich von der
feststehenden Spiralgrundplatte 11a erstreckt, und eine
ganz außen
befestigte Spiralumfangswand 11c, die die feststehende
Spiralspiralwand 11b umgibt. Die feststehende Spiralgrundplatte 11a und
die äußere feststehende Spiralumfangswand 11c bilden
ein vorderes Gehäuse.
Ein Einlass 13a, durch den Luft eingeführt wird, erstreckt sich durch
eine Umfangswand des vorderen Gehäuses. Zudem ist ein Auslass 13b im
Wesentlichen in der Mitte der feststehenden Spiralgrundplatte 11a ausgebildet
und schafft eine Verbindung zu der Sauerstoffelektrode der Brennstoffzelle
durch ein Rohr, auch wenn die Sauerstoffelektrode und das Rohr in
der Zeichnung nicht dargestellt sind.
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Weiterhin
unter Bezugnahme auf 1 hat das orbitierende Spiralelement 12 zudem
eine scheibenförmige
orbitierende Spiralgrundplatte 12a und eine orbitierende
Spiralspiralwand 12b, die sich von der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a erstreckt.
Die feststehende Spiralspiralwand 11b ist mit der orbitierenden
Spiralspiralwand 12b in Eingriff, so dass sie einen Verdichtungsbereich 13c zwischen
dem feststehenden Spiralelement 11 und dem orbitierenden Spiralelement 12 bilden.
Ein zylindrischer Antriebskurbelwellenaufnahmeabschnitt 12c erstreckt
sich in der Mitte der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a. Der
Antriebskurbelwellenaufnahme 12c hat einen Boden an seiner
Vorderseite und nimmt einen Antriebskurbelzapfen 16a einer Antriebswelle 16 auf. An
der Außenumfangsseite
des Antriebskurbelwellenaufnahmeabschnitts 12c befinden
sich drei angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitte 12d,
die sich von der hinteren Fläche
der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a erstrecken und
bei gleichen Intervallen in einer Umfangsrichtung der orbitierenden
Spiralgrundplatte 12a angeordnet sind. Die angetriebenen
Kurbelwellenaufnahmeabschnitte 12d haben jeweils einen
Boden an ihrer hinteren Fläche.
Jeder angetriebene Kurbelwellenabschnitt 12d nimmt einen angetriebenen
Kurbelzapfen 15a auf.
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Die
Kurbeleinheit hat einen Antriebskurbeltrieb 14 und einen
angetriebenen Kurbeltrieb 15. Der Antriebskurbeltrieb 14 befindet
sich im Wesentlichen in der Mitte der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a, um
das orbitierende Spiralelement 12 relativ zu dem feststehenden
Spiralelement kreisen zu lassen, so dass das Fluid in dem Verdichtungsbereich 13c verdichtet
wird. Der angetriebene Kurbeltrieb 15 verhindert, dass
sich das orbitierende Spiralelement 12 relativ zu dem orbitierenden
Spiralelement 12 an sich dreht. Der Antriebskurbeltrieb 14 hat
den Antriebskurbelwellenaufnahmeabschnitt 12c, den Antriebskurbelzapfen 16a und
ein Walzenlager 16b, das den Kurbelzapfen 16a zur
Drehung stützt.
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Die
Antriebswelle 16 ist zur Drehung an ihrer Vorderseite durch
ein radiales Kugellager 16c gestützt, während sie im Wesentlichen in
der Mitte eines später
beschriebenen hinteren Gehäuses 19 zur Drehung
durch ein radiales Kugellager 25 gestützt ist. Zusätzlich ist
ein Spalt zwischen der Antriebswelle 16 und einem in der
Mitte des hinteren Gehäuses 19 ausgebildetem
Durchgangsloch durch eine Abdichtung 26 gedichtet. Während das
orbitierende Spiralelement 12 kreist, wird ein Trägheitsmoment
erzeugt.
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Um
dieses Moment zu beheben, ist ein Ausgleichgewicht 16d an
der Antriebswelle 16 montiert. Dadurch wird eine Schwingung
der Antriebswelle 16 beschränkt.
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Zudem
hat der angetriebene Kurbeltrieb 15 den vorstehend erwähnten angetriebenen
Kurbelwellenaufnahmeabschnitt 15d, einen angetriebenen Kurbelzapfen 15b der
angetriebenen Kurbelwelle 15a und ein radiales Kugellager 15c,
das den angetriebenen Kurbelzapfen 15b zur Drehung stützt. Die angetriebene
Kurbelwelle 15a ist zur Drehung durch ein doppelreihiges
Kugellager 15d an ihrer Rückseite gestützt.
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Die
Kurbeleinheit ist mit einer später
beschriebenen Antriebsmotoreinheit in einem Mittelgehäuse 17 aufgenommen.
Ein Stützrahmen 18 ist
einstückig
mit dem Mittelgehäuse 17 im
Wesentlichen in der Mitte des Mittelgehäuses 17 ausgebildet.
Der Stützrahmen 18 teilt
das Mittelgehäuse 17 in
die Kurbeleinheit und die Antriebsmotoreinheit auf. Ferner sind
die Kugellager 16c und 15d in den Stützrahmen 18 gepasst.
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Die
Antriebsmotoreinheit hat einen Antriebsmotor 20, der von
dem Mittelgehäuse 17,
dem hinteren Gehäuse 19 und
dem Stützrahmen 18 umgeben ist.
Der Antriebsmotor 20 hat die Antriebswelle 16,
einen Rotor 21 und einen Stator 22. Die Antriebswelle 16 erstreckt
sich durch die Mitte des Antriebsmotors 20. Der Rotor 21 ist
um die Antriebswelle 16 herum gepasst. Der Stator 22 befindet
sich an der Außenumfangsseite
des Rotors 21 und ist von einer Spule 23 umwickelt.
Das heißt,
der Antriebsmotor 20 ist ein Induktionsmotor. Daher wird
die Drehzahl des Antriebsmotors 20 durch einen Inverter
gesteuert, der in 1 nicht gezeigt ist. Das hintere
Gehäuse 19 und das
Mittelgehäuse 17 sind
durch eine Vielzahl von Schrauben an dem hinteren Ende des Antriebsmotors 20 angeschraubt.
Dadurch ist dazwischen eine Motorkammer definiert. Überdies
ist an dem Mittelgehäuse 17 ein
Wassermantel 24 ausgebildet, der den Antriebsmotor 20 so
abdeckt, dass er dem Stator 22 entspricht. Daher wird der
Antriebsmotor 20 durch Kühlwasser gekühlt.
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Wenn
zu dem Antriebsmotor 20 Elektrizität zugeführt wird, dreht sich die Antriebswelle 16.
Dadurch lässt
die Antriebswelle 16 das orbitierende Spiralelement 12 relativ
zu dem feststehenden Spiralelement 11 durch den Antriebskurbeltrieb 14 kreisen.
Zu diesem Zeitpunkt wird durch den Einlass 13a Luft oder
Fluid in den zwischen dem feststehenden Spiralelement 11 und
dem orbitierenden Spiralelement 12 ausgebildeten Verdichtungsbereich 13c eingeführt. Während der
Kreisbewegung des orbitierenden Spiralelements 12 wird
die eingeführte
Luft in dem Verdichtungsbereich 13c auf einen vorbestimmten Druckwert
verdichtet und wird durch den Auslass 13b ausgelassen.
Somit wird die verdichtete Luft zu der Sauerstoffelektrode der Brennstoffzelle
zugeführt.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 2A und 2B das
orbitierende Spiralelement 12 ausführlich beschrieben. Unter Bezugnahme
auf 2A ist eine Draufsicht des orbitierenden Spiralelements 12 aus 1 dargestellt.
Zudem ist unter Bezugnahme auf 2B an
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b des orbitierenden
Spiralelements 12 ein Rücksprung 32 ausgebildet.
Die Enden des Rücksprungs 32 in
einer Umfangsrichtung der orbitierenden Spiralspiralwand 12b haben
jeweils eine eckige Gestalt.
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Während der
Spiralverdichter angetrieben wird, steigt die Temperatur und der
Druck des Fluids an, wenn das Fluid in dem Verdichtungsbereich 13c in
Richtung eines Mittelpunkts O der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a bewegt
wird.
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Daher
dehnt sich die orbitierende Spiralspiralwand 12b des orbitierenden
Spiralelements 12 in einer radialen Richtung der orbitierenden
Spiralgrundplatte 12a nach außen aus.
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Wenn
unterdessen der angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitt 12d,
der sich von der Rückseite
der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a erstreckt, relativ
dick ist, wird die Steifigkeit an der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a jedoch
ungleichmäßig. Das heißt,
die Steifigkeit eines Teils der Rückfläche der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a,
an der sich der angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitt 12d befindet,
wird höher
als die Steifigkeit eines Teils der Rückfläche der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a,
an dem sich der angetriebene Kurbelwellenaufnahmeabschnitt nicht
befindet. Wenn die Steifigkeit der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a relativ
hoch ist, ist eine Wärmeverformung
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b beschränkt. Wenn
im Gegensatz dazu die Steifigkeit der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a,
also anders ausgedrückt
in dem Teil der Rückfläche der
orbitierenden Spiralgrundplatte 12a, in dem sich der angetriebene
Kurbelwellenaufnahmeabschnitt 12d nicht befindet, relativ niedrig
ist, dann wird ein Wärmeverformungsbetrag der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b um den begrenzten Wärmeverformungsbetrag
des Teils der Rückfläche der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b, an dem sich der angetriebene
Kurbelwellenaufnahmeabschnitt 12d befindet, erhöht.
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Nun
wird wiederum Bezug auf 2A genommen,
in der eine schraffierte Region eine Region der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a anzeigt,
in der der Wärmeverformungsbetrag
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b aufgrund der Ungleichmäßigkeit
der Steifigkeit der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a maximiert
ist. Genauer gesagt, ist die schraffierte Region folgendermaßen definiert.
Die Segmentlinien (OA, OB, ..., OF) sind von dem Mittelpunkt O der
orbitierenden Spiralgrundplatte 12a gezogen, so dass sie
mit dem jeweiligen angetriebenen Kurbelwellenaufnahmeabschnitt 12d in
Kontakt kommen und den Außenumfang
der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a an einer Rückfläche des
orbitierenden Spiralelements 12 schneiden. Eine erste Region
(Sektoren OAB, OCD, OEF) ist durch die Liniensegmente und einen
Bogen des Außenumfangs
der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a zwischen den nebeneinander liegenden
angetrieben Kurbelwellenaufnahmeabschnitten 12d definiert.
Außerdem
sind in dem Sektor OAB der ersten Region die Liniensegmente (OA', OB') von dem Mittelpunkt
O der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a in einer Radialrichtung
der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a gezogen, um so
im Wesentlichen den Sektor OAB in drei gleiche Teile (Sektoren OAA', OA'B', OB'B)
zu teilen. In diesem Fall sind ein Winkel von AOA', ein Winkel von
A'OB' und ein Winkel von
B'OB gleich zueinander.
In den Sektoren OAA',
OA'B', OB'B ist eine zweite
Region, die einen Mittelpunkt vom Bogenstück AB beinhaltet, das zwischen
den angetriebenen Kurbelwellenaufnahmeabschnitten 12d zwischengelegt
ist, d.h. der Sektor OA'B', die schattierte
Region. Auf gleiche Weise beinhaltet die zweite Region die Sektoren
OC'D', OE'F'. Das heißt, die Sektoren OC'D', OE'F' sind ebenso die
schattierte Region.
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Weiterhin
unter Bezugnahme auf 2A ist ein Teil 31 der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b in der schraffierten
Region durch einen Kreis markiert. Ein erfindungsgemäßes Entspannungsteil
ist an der Außenumfangswand
des Teils 31 der orbitierenden Spiralspiralwand 12b ausgebildet.
Unter Bezugnahme auf 2B dient der Rücksprung 32 als
der Entspannungsteil.
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Unter
Bezugnahme auf 2B bezeichnet eine Entspannungslänge L des
Rücksprungs 32 eine Tiefe
des Rücksprungs 32.
Die Entspannungslänge
L des Rücksprungs 32 ist
ungefähr
in einem Bereich von 20 μm
bis 100 μm
zu finden. Dies liegt daran, dass ein relativ fester Kontakt zwischen
der feststehenden Spiralspiralwand 11b und der orbitierenden Spiralspiralwand 12b nicht
verhindert wird, wenn der Bereich kürzer als 20 μm ausfällt. Dies
liegt aber auch daran, dass bereits verdichtetes Fluid durch den
Entspannungsteil in einen Verdichtungsbereich leckt, dessen Druck
relativ gering ist und die Verdichtereffizienz des Verdichters verschlechtert
wird, wenn der Bereich 100 μm überschreitet.
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Es
ist abzusehen, dass die Wärmeverformung
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b in einer Erstreckungsrichtung
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b erzeugt wird. Daher
ist der Rücksprung 32, der
als das Entspannungsteil dient, in der Erstreckungsrichtung der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b ausgebildet.
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In
dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die nachstehenden Wirkungen
erhalten. In dem Spiralverdichter wird ein Kontakt zwischen der
feststehenden Spiralspiralwand 11b und der orbitierenden
Spiralspiralwand 12b verhindert. Dadurch werden Abrieb,
Geräuscherzeugung
und Schwingungserzeugung der feststehenden Spiralspiralwand 11b und
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b verringert. Somit
wird die Lebensdauer der feststehenden Spiralspiralwand 11b und
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b verbessert. Da ferner
nur ein Teil der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a, an
dem der Wärmeverformungsbetrag
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b maximiert ist, entspannt
wird, können Herstellungskosten zum
Ausbilden eines Entspannungsteils beschränkt werden.
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In
der vorliegenden Erfindung werden zudem die nachstehenden alternativen
Ausführungsbeispiele
angewendet.
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In
dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der Rücksprung 32 in
der Außenumfangsfläche der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b ausgebildet. In zu dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
alternativen Ausführungsbeispiel,
die in den 3A und 3B gezeigt
sind, ist der Rücksprung 32 nicht
in der Außenumfangsfläche der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b ausgebildet, sondern ein
Rücksprung 42 ist
in der Innenumfangsfläche
der feststehenden Spiralspiralwand 11b ausgebildet. Gemäß den anderen
Gesichtspunkten ist ein Spiralverdichter gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung vom Aufbau her derselbe wie der Spiralverdichter
gemäß dem vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Daher werden in den 3A und 3B die
zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gleichen
aufbauenden Komponenten mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und
eine Überschneidung
der Erklärung
wird ausgelassen. 3A ist eine Draufsicht, die
die feststehende Spiralspiralwand 11b zeigt, und zwar von
der hinteren Fläche
der feststehenden Spiralgrundplatte 11a aus gesehen. Unter
Bezugnahme auf 3B dient der Rücksprung 42 als
ein Entspannungsteil.
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Bei
dem Spiralverdichter kreist das orbitierende Spiralelement 12 relativ
zu dem feststehenden Spiralelement 11. Mit anderen Worten
kreisen der erste Bereich und der zweite Bereich in sich selbst
relativ zu dem feststehenden Spiralelement 11. Daher sind
Teile der feststehenden Spiralspiralwand 11b, die jeweils
dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a entsprechen,
nicht direkt definiert. Ein Kontakt zwischen der feststehenden Spiralspiralwand 11b und
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b entspricht sich
jedoch eins-zu-eins. Daher ist die entsprechende Reichweite des
Entspannungsteils eindeutig an der feststehenden Spiralspiralwand 11b definiert,
wenn der erste Bereich und der zweite Bereich an der orbitierenden
Spiralgrundplatte 12a definiert sind, mit anderen Worten
wenn eine Reichweite des Entspannungsteils an der orbitierenden
Spiralspiralwand 12b definiert ist. Genauer gesagt ist,
wie in 3A gezeigt ist, in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel ein
Teil 41 der feststehenden Spiralspiralwand 11b mit
einem Kreis markiert. Der Teil 41 der feststehenden Spiralspiralwand 11b,
an dem der Entspannungsteil ausgebildet ist, entspricht dem Teil 31 der orbitierenden
Spiralspiralwand 12b gemäß dem vorstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführungsbeispiel,
an dem der Entspannungsteil ausgebildet ist. Ein erfindungsgemäßer Entspannungsteil
ist an der Innenumfangswand des Teils 41 der feststehenden
Spiralspiralwand 11b ausgebildet.
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Unter
Bezugnahme auf 3B zeigt eine Entspannungslänge L des
Rücksprungs 42 eine
Tiefe des Rücksprungs 42 an.
Die Entspannungslänge
L des Rücksprungs 42 der
feststehenden Spiralspiralwand 11b ist so ausgebildet,
dass sie ungefähr
in einem Bereich von 20 μm
bis einschließlich
100 μm liegt,
und zwar auf eine ähnliche
Weise, wie die Entspannungslänge
L des Rücksprungs 32 der
orbitierenden Spiralspiralwand 12b ausgebildet ist. Der Rücksprung 42 ist über eine
Erstreckungsrichtung der feststehenden Spiralspiralwand 11b ausgebildet.
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Gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
werden die gleichen Wirkungen wie die Wirkungen des vorstehend beschriebenen
bevorzugten Ausführungsbeispiels
erhalten.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Reichweite
des Entspannungsteils auf die Reichweite der zweiten Region beschränkt. In
zu den Ausführungsbeispielen
alternativen Ausführungsbeispielen
ist jedoch ein Rücksprung,
der als ein Entspannungsteil dient, in zumindest einem Teil der
Reichweite der ersten Region ausgebildet. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden Abrieb, Geräuscheerzeugung
und Schwingungserzeugung der feststehenden Spiralspiralwand 11b und
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b ebenso verringert.
Daher wird die Lebensdauer der feststehenden Spiralspiralwand 11b und/oder
der orbitierenden Spiralspiralwand 12b verbessert.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen haben die
Enden des Rücksprungs 32 in
einer Umfangsrichtung der orbitierenden Spiralspiralwand 12b jeweils
eine eckige Gestalt, wie dies in 2B gezeigt
ist. Auf ähnlichen
Weise haben die Enden des Rücksprungs 42 in
einer Umfangsrichtung der feststehenden Spiralspiralwand 11b jeweils eine
eckige Gestalt, wie dies in 3B gezeigt
ist. In zu den Ausführungsbeispielen
alternativen Ausführungsbeispielen
haben die Enden des Rücksprungs 32 in
der Umfangsrichtung der orbitierenden Spiralspiralwand 12b und
Spiralwand 11b jeweils eine runde Gestalt, wie dies in 2C gezeigt
ist. Auf eine ähnliche
Weise haben die Enden des Rücksprungs 42 in
der Umfangsrichtung der feststehenden Spiralspiralwand 11b jeweils
eine runde Gestalt, wie dies in 3C gezeigt
ist.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die vorliegende
Erfindung auf eine aus der orbitierenden Spiralspiralwand 12b und der
feststehenden Spiralspiralwand 11b angewendet. In zu den
Ausführungsbeispielen
alternativen Ausführungsbeispielen
ist der Entspannungsteil sowohl an der orbitierenden Spiralspiralwand 12b als auch
an der feststehenden Spiralspiralwand 11b ausgebildet.
In diesem Fall sind eine Entspannungslänge des Entspannungsteils auf
Seiten der orbitierenden Spiralspiralwand 12b und eine
Entspannungslänge
des Entspannungsteils auf Seiten der feststehenden Spiralspiralwand 11b alle
zusammen so ausgebildet, dass sie ungefähr in einem Bereich von 20 μm bis 100 μm liegen.
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Gemäß den vorstehend
beschriebenen Ausführungsbeispielen
wird die vorliegende Erfindung auf einen Spiralverdichter für eine Brennstoffzelle
angewendet. In zu den Ausführungsbeispielen
alternativen Ausführungsbeispielen
wird die vorliegende Erfindung jedoch auf einen Kühlmittel-Spiralverdichter für eine Klimaanlage
angewendet, der einen angetriebenen Kurbeltrieb an einer hinteren
Fläche
der orbitierenden Spiralgrundplatte 12a hat.
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In
den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen beträgt die Anzahl
der angetriebenen Kurbeltriebe drei. In zu den Ausführungsbeispielen
alternativen Ausführungsbeispielen
beträgt
die Anzahl der angetriebenen Kurbeltriebe jedoch vier oder mehr
als vier.