DE10393645T5

DE10393645T5 - Durch mehrere rotationsfeste Elemente verkuppelte Strömungsmaschine mit Vielfachspiralgliedern

Info

Publication number: DE10393645T5
Application number: DE10393645T
Authority: DE
Inventors: Enjiu Ke; Ji Ke
Original assignee: Ke Enjiu Windsor; Ke Ji Toronto
Current assignee: Ke Enjiu Windsor; Ke Ji Toronto
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2023-11-05
Also published as: DE10393645B4; CN1711408A; US20040219047A1; CN100378295C; WO2004042197A1; US6988876B2; AU2003275867A1; US20040086407A1; WO2004042197A9; JP2006504896A

Abstract

Eine Strömungsmaschine des Spiral-Typs beinhaltet:
ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, die auf dem obenerwähnten ersten Gehäuse befestigt ist;
Der erste Volumenveränderungsmechanismus besteht aus:
einem ersten ortfesten Spiralelement, was einen ersten Spiralkörper besitzt;
einem ersten auf der Bahn umlaufenden Spiralglied, auf dessen Oberfläche der zweite Spiralkörper befestigt wird,
Das obenerwähnte erste auf der Bahn umlaufende Spiralglied wirkt mit dem ersten ortfesten Spiralelement zusammen, so daß das Volumen der Flüssigkeit darin verändert und verdrängt wird, wenn der zweite Spiralkörper gegenüber dem obenerwähnten ersten Spiralkörper die Bahnbewegung macht;
Der zweite Volumenveränderungsmechanismus besteht aus:
einem zweite ortfesten Spiralelelement, was einen dritten Spiralkörper besitzt;
einem zweiten auf der Bahn umlaufenden Spiralglied, auf dessen Oberfläche der vierte Spiralkörper befestigt wird,
Das obenerwähnte zweite auf der Bahn umlaufende Spiralglied wirkt mit dem zweiten ortfesten Spiralelement zusammen, so daß das Volumen der Flüssigkeit darin verändert und...

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine des sogenannten Spiral-Typs, welche als Luftverdichter, Vakuumpumpe oder Expansionsmaschine verwendet werden können.
Die Strömungsmaschine des sogenannten Spiral-Typs umfaßt in der Regel: ein Gehäuse, ein an dem Gehäuse fest angebrachtes Spiralelement, eine durch den Lager drehbar an dem obenerwähnten Gehäuse gelagerte Kurbelantriebswelle und ein durch die Kurbelwelle angetriebenes umlaufendes Spiralglied. Das auf der Bahn umlaufende Spiralglied wird durch eine Drehverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Drehung gezwungen, um die Bahnbewegung gegenueber dem ortfesten Spiralelement zu machen. Das Volumen zwischen dem ortfesten Spiralelement und dem auf der Bahn umlaufenden Spiralglied wird mit der Bahnbewegung des umlaufenden Spiralglieds verändert und führt zur Kompression der Flüssigkeit in diesem Volumen. Die durch die Kompression der Flüssigkeit erzeugte Schubkraft wirkt auf das umlaufende Spiralglied und überträgt weiter auf den Längsdrucklager.
Um den Energieverlust wegen der Reibung auf dem Längsdrucklager zu reduzieren, wurde eine Struktur mit den umlaufenden Doppel-Spiralgliedern vorgeschlagen. Diese umlaufenden Doppel-Spiralglieder sind Rücken gegen Rücken eingebaut, um die Schubkraft auszugleichen. Diese Struktur ist im US-Patent 801.812, 3011694 und 4990071 beschrieben.
In der obenerwähnten Patentveröffentlichung gibt es zwei Methoden, die Antriebskraft zu zuführen. Nach erster Methode lässt sich die Antriebswelle von dem ortfesten Spiralelement ausweichen und die Antriebskraft wird durch die Antriebsmechanismen zugeführt, welche um das umlaufende Spiralglied angeordnet sind. Nach der anderen Methode lässt sich die Kurbelwelle durch das Zentrum des ortfesten Spiralelementes durchgehen, dadurch werden die Rücken gegen Rücken eingebauten umlaufenden Spiralglieder angetrieben.
Die erste Methode macht die Abmessungen der Maschine wesentlich größer, weil die Antriebswelle am Außenumfang des ortfesten Spiralelementes angeordnet werden muss.
Die andere Methode hat das volumetrische Kompressionsverhältnis der Strömungsmaschine reduziert, weil der Antriebsmechanismus den Zentralabschnitt des auf der Bahn umlaufenden Spiralglieds besitzt. Der Zentralabschnitt des auf der Bahn umlaufenden Spiralglieds ist für das Kompressionsverhältnis eigentlich von großer Bedeutung.
In der US-Patentveröffentlichung 4515539, 6267572 und in der japanischen Patentveröffentlichung 04-121474 ist die andere Struktur zum Ausgleichen der Schubkraft offenbart. Die zwei in der Spiegelbildbeziehung stehende umlaufenden Spiralglieder sind mit den zwei Enden der Schubkraftaufnahmewelle verbunden, welche drehbar in der exzentrischen Durchgangsbohrung der Welle des E-Motors gelagert ist. Ein Mechanismus ist extra vorgesehen, um die Drehung des umlaufenden Spiralglieds zu verhindern. Des weiteren macht die große Biegedeformation der Endplatte des auf der Bahn umlaufenden Spiralglieds die Steifigkeit des umlaufenden Spiralglieds relativ schwächer, was den Wirkungsgrad der Kompressionsmaschine beeinflußen kann.
Beschreibung der Erfindung
Das Ziel der vorliegende Erfindung besteht darin, die Eigenschaften, den Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit der Strömungsmaschine des Spiral-Typs zu verbessern. Der vorliegenden Erfindung gemäß umfaßt die vorgestellte Strömungsmaschine des Spiral-Typs zwei Gehäuse 1A und 1B, zwei ortfeste Spiralelemente 2A und 2B, zwei auf der Bahn umlaufende Spiralglieder 3A und 3b sowie drei auf der Bahn umlaufende Einheiten 40. Wie nach 1 gezeigt wird, daß zwei Gehäuse 1A und 1B miteinander fest verbunden sind. Zwei ortfeste Spiralelemente 2A und 2B sind auf den Gehäusen 1A und 1B befestigt. Zwei ortfeste Spiralelemente 2A und 2B umfaßen je seine eigenen Endplatten 7A und 7B und auch die auf den Endplatten stehenden spiralenförmigen Spiralkörper 9A und 9B. Zwei auf der Bahn umlaufende Spiralglieder 3A und 3B umfaßen je seine eigenen Endplatten 8A und 8B und auch die auf den Endplatten 8A und 8B stehenden spiralenförmigen Spiralkörper 6A und 6B. Zwei auf der Bahn umlaufende Spiralglieder 3A und 3B wirken jeweils mit den zwei ortfesten Spiralelementen 2A und 2B zusammen. Drei auf der Bahn umlaufende Einheiten 40 sind zwischen den zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern 3A und 3B untergebrachtet. Jede von der auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40 umfaßt: ein Rotationselement 10, welches durch zwei Lager 11A und 11B drehbar auf den Gehäusen 1A und 1B gelagert sind; eine Schubkraftaufnahmewelle 20, welche durch zwei Lager 14A und 14B drehbar in der exzentrischen Durchgangsbohrung 17 in dem Rotationselement gelagert ist. Jede von den Schubkraftaufnahmewellen ist zwischen den zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern 3A und 3B befestigt. Drei auf der Bahn umlaufende Einheiten 40, zwei umlaufende Spiralglieder 3A und 3B und zwei Gehäuse 1A und 1B bilden drei Parallerogramm-Mechanismen, so daß eine Drehverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Drehung ausgebildet wird. Als ein oder mehrere Rotationselemente 10 angetrieben werden, machen die auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder 3A und 3B mit demselbem Radius gegenüber den ortfesten Spiralelementen 2A und 2B die Bahnbewegung, was zur volumetrischen Änderung der Flüssigkeit führt. Die meiste durch die Kompression der Flüssigkeit hervorgerufene und auf die zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder 3A und 3B wirkende Schubkraft wird durch drei Schubkraftaufnahmewelle 20 gegeneinander ausgeglichen, und der restliche Anteil wird von den Lagern 11A,11B,14A und 14B in den auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40 übergenommen. Weil die auf drei umlaufende Einheiten 40 wirkende Last gleichmäßig ist, deshalb werden alle drei Rotationselemente 10 angetrieben. Es ist möglich, zwei auf der Bahn umlaufenden Einheiten benutzt zu werden. Unter solchen Umständen können die Rotationselemente von zwei auf der Bahn umlaufenden Einheiten durch zwei E-Motoren angetrieben werden. Ansonsten soll eine Synchroneinrichtung, wie z. B. Synchronriemen oder synchronisches Zahnrad gebraucht werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs.
2 ist eine linke Seitenansicht für die Maschine nach 1, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement 2A, das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied 3A und linke Gehäuse 1A abgebaut worden.
3 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit 40.
4 ist die zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht der Expansionsmaschine des Spiral-Typs.
5 ist eine linke Seitenansicht für die Maschine nach 4, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement 2A und das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied 3A abgebaut worden.
6 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit 40.
7 ist die dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs.
8 ist eine linke Seitenansicht für die Maschine nach 7, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement 2A und das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied 3A abgebaut worden.
9 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit 40.
10 ist die vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs.
11 ist eine linke Seitenansicht für die Maschine nach 10, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement 2A, das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied 3A und linke Gehäuse 1A abgebaut worden.
12 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit 40.
13 ist die fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs.
14 ist eine linke Seitenansicht für die Maschine nach 13, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement 2A, das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied 3A und linke Gehäuse 1A abgebaut worden.
15 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit 40.
Detailierte Beschreibung der Erfindung
1 ist die erste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs. 2 ist eine linke Seitenansicht für die Maschine nach 1, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement, das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied und linke Gehäuse abgebaut worden. 3 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit. Wie in den 1–3 gezeigt ist, sind das linke Gehäuse 1A und rechte Gehäuse 1B mittels der Schrauben 51 zusammenmontiert. Das linke ortfeste Spiralelement 2A und das linke Gehäuse 1A sind mittels der Schrauben 52A zusammengebaut, das lechte ortfeste Spiralelement 2B und das linke Gehäuse 1B sind mittels der Schrauben 52B zusammengebaut. Zwei Gehäuse 1A und 1B, zwei ortfeste Spiralelemente 2A und 2B setzen zur starren Struktur der Maschine zusammen. Zwei ortfesten Spiralelemente 2A und 2B umfaßen je eigene Endplatte 7A und 7B und auch die auf den Endplatten stehenden spiralenförmigen Spiralkörper 9A und 9B. Zwei Luftansaugöffnungen 4A und 4B sollen angeschloßen sein, zwei Luftauslaßöffnungen 5A und 5B sollen auch angeschloßen sein. Zwei ortfesten Spiralelemente 3A und 3B umfaßen je eigene Endplatte 8A und 8B und auch die auf den Endplatten stehenden spiralenförmigen Spiralköroper 6A und 6B. Des weiteren sollen die Richtungen für die spiralenförmigen Spiralkörper 6A und 6B in der Spiegelbildbeziehung stehen, und die Richtung für die spiralenförmigen Spiralkörper 9A und 9B in der Spiegelbildbeziehung stehen. Drei auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40 sind zwischen den zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern 3A und 3B untergebrachtet. Jede von der auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40 umfaßt: ein Rotationselement 10, welches durch zwei Lager 11A und 11B drehbar auf den Gehäusen 1A und 1B gelagert sind; eine Schubkraftaufnahmewelle 20, was durch zwei Lager 14A und 14B drehbar in der Rotationselement 10 gelagert ist. Das Rotationselement 10 umfaßt: das Ausgleichgewicht 19, die als Außenumfang an dem Rotationselement 10 gestaltete Riemenscheibe 18 und die exzentrische Durchgangsbohrung 17. Die lineare Exzentrizität zwischen der Drehachse 02 der Schubkraftaufnahmewelle 20 und der Drehachse 01 des Rotationselement 10 wird als e definiert. Drei Schubkraftaufnahmewellen 20 sind zwischen den zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern 3A und 3B befestigt. Wie in den 2 gezeigt ist, ist das durch 01-01-01 gebildete Dreieck mit dem durch 02-02-02 gebildeten Dreieck ganz identisch. Drei auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40, zwei auf der Bahn umlaufende Spiralglieder 3A und 3B sowie zwei Gehäuse 1A und 1B bilden drei Parallerogramm-Mechanismen, so daß eine Drehverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Drehung ausgebildet wird. Jede Schubkraftaufnahmewelle 20 umfaßt das linke Endstück 21A, rechte Endstück 21B, die Muffe 23 und die vorgespannten Lagerschrauben 22. Die Länge der Muffe wird so gemessen, daß eine angemessene Vorspannkraft zwischen den zwei Endstücken 21A und 21B sowie Muffe 23 herrscht. Drei Riemenscheiben 18 werden durch die Riemenscheiben 31 des E-Motors 30 angetrieben. Die vorgespannte Riemenscheibe 32 dienst dazu, den Umhüllungswinkel auf den drei Riemenscheiben 18 und dem Riemenscheiben 31 des E-Motors 30 zu vergrößern und dem Rienmen 33 angemessene Vorspannkraft anzubieten. Die auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder 3A und 3B erhalten vom drei Rotationselementen 10 eine recht gleichmäßige Antriebskraft, das bewirkt einen noch stabileren und sicheren Betrieb der Maschine. Als die ortfesten Spiralelemente 3A und 3B die Bahnbewegung machen, wird das durch die spiralenförmigen Spiralkörper 9A, 9B und 6A, 6B von den ortfesten Spiralelementen 2A und 2B und den umlaufenden Spiralgliedern 3A und 3B gebildete Volumen so kontinuierlisch verändert, daß durch die Luftauslaßöffnungen 4A und 4B zugeführte Flüssigkeit kontinuierlisch kompressiert wird, die kompressierte Flüssigkeit wird zum Schluß durch die Luftauslaßöffnungen 5A und 5B auslassen. Während des Kompressionspozesses wirkt sich die durch die Flüssigkeit erzeugte Schubkraft auf die Endplatten 8A und 8B von den umlaufenden Spiralgliedern 3A und 3B aus. Die meiste Schubkraft wird durch drei Schubkraftaufnahmewellen 20 gegeneinander ausgeglichen, und der restliche Anteil wird von den Lagern 11A,11B,14A und 14B in den auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40 übergenommen. Mit dem Ausgleichen der axialen Schubkraft nimmt die Reibungsverlustleistung ab, dadurch wird der Wirkungsgrad der Maschine erhöht.
4 ist die zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht einer Expansionsmaschine des Spiral-Typs. 5 ist eine linke Seitenansicht, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement und das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied abgebaut worden. 6 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit. Nach der Ausführungsform, ausgenommen von den Bestandelementen 4A, 4B, 5A, 5B und 30, sind die sämtlichen Bestandelemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichem Bezugszeichen versehen. Eine Erläuterung hiervon kann also weggelassen werden. Im Vergleich zur ersten Ausführungsform besteht der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform darin, daß jedes Rotationselement 10 ein zusammengebauter Teil des E-Motors ist, kein Einzelteil. Wie in den 4–6 gezeigt ist, besteht jedes Rotationselement 10 aus: einer Riemenscheibe 18, welche mit einer exzentrischen Durchgangsbohrung 17 mit dem Durchmesser von d versehen ist; den zwei Ausgleichgewichten 13A und 13B, welche mittels den Schrauben 12A und 12B in der exzentrischen Durchgangsbohrung 17 eingebaut sind, den zwei Ausgleichgewichten 13A und 13B, welche jeweils mit zwei Bohrungen 119A und 119B mit dem Durchmesser D versehen. Die Lager 14A und 14B sind jeweils in den Bohrungen 119A und 119B eingebaut, die haben eine Funktion, die Schubkraftaufnahmewelle 20 abzustützen. Der Durchmesser D kann größer als d bearbeitet werden, um den größeren Raum den Lagern 14A und 14B anzubieten. Die Riemenscheibe 31 des E-Motors 30 wird durch Riemen 33 von den drei Riemenscheiben 18 angetrieben. Die vorgespannte Riemenscheibe 32 hat die Funktion, den Umhüllungswinkel auf den drei Riemenscheiben 18 und dem Riemenscheiben 31 des E-Motors 30 zu vergrößern und dem Riemen 33 eine angemessene Vorspannkraft anzubieten. Als die auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder 3A und 3B die Bahnbewegung machen, wird das durch die spiralenförmigen Spiralkörper 9A, 9B und 6A, 6B von den ortfesten Spiralelementen 2A und 2B sowie den umlaufenden Spiralglieder 3A und 3B gebildete Volumen so kontinuierlisch verändert, daß die durch die Luftansaugöffnungen 5A und 5B zugeführte Flüssigkeit kontinuirelisch expansiert, die expansierte Flüssigkeit wird zum Schluß durch die Luftauslaßöffnungen 4A und 4B auslassen.
7 ist die dritte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs. 8 ist eine linke Seitenansicht, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement und das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied abgebaut worden. 9 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit. In der Ausführungsform sind die sämtlichen Bestandelemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Erläuterung hiervon kann also weggelassen werden. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform besteht der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform darin, daß das Rotationselement 10 das rotierende Teil eines E-Motors ist. Wie in den 7-9 gezeigt ist, sind die Mantel 61 von drei E-Motoren 60 zwischen zwei Gehäusen 1A und 1B befestigt, der Stator 62 des E-Motors 60 auf dem Mantel 61 befestigt. Jedes von den drei Rotationselementen 10 umfaßt: eine Welle 64 mit der exzentrischen Durchgangsbohrung 17, einen auf der Welle 64 befestigten Läufer des E-Motors 63 und die zwei Ausgleichgewichte 13A und 13B, sie mittels den Schrauben 12A und 12B in der exzentrischen Durchgangsbohrung 17 eingebaut sind. Die Lager 14A und 14B sind jeweils in den Ausgleichgewichten 13A und 13B angepasst, um die Schubkraftaufnahmewelle 20 abzustützen.
10 ist die vierte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs. 11 ist eine linke Seitenansicht, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement, das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied und linke Gehäuse abgebaut worden. 12 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit. Nach der Ausführungsform, ausgenommen von den Bestandelemente 18, 31 und 33, sind die sämtlichen Bestandelemente, die denen der ersten konkretisierte Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Erläuterung hiervon kann also weggelassen werden. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform besteht der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform darin, daß es zwei umlaufende Einheiten 40 gibt, wie in den 10–12 gezeigt ist. Des weiteren wird die Riemenscheibe 18 nach der ersten Ausführungsform durch die synchnonisierte Riemenscheibe 18 ersetzt, nicht zuletzt wird die synchnonisierte Riemenscheibe 18 durch den synchnonisierten Riemen 33 von der synchnonisierten Riemenscheibe 31 des E-Motors 30 angetrieben. Die zwei auf der Bahn umlaufende Einheiten 40 einschließlich dem synchnonisierten Riemen 33 bilden eine Drehverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Drehung.
13 ist die fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung – eine Querschnittansicht eines Luftverdichters des Spiral-Typs. 14 ist eine linke Seitenansicht, dabei sind das linke ortfeste Spiralelement, das linke auf der Bahn umlaufende Spiralglied und linke Gehäuse abgebaut worden. 15 ist eine Querschnittansicht der auf der Bahn umlaufenden Einheit. Nach der Ausführungsform, ausgenommen von den Bestandelemente 18, 31 und 32, sind die sämtlichen Bestandelemente, die denen der ersten Ausführungsform entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Eine Erläuterung hiervon kann also weggelassen werden. Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform besteht der Unterschied bei der vorliegenden Ausführungsform in der Form des Außenumfangs bei dem jeweiligen Rotationselement 10. Wie in den 13–15 gezeigt ist, wird die synchnonisierte Riemenscheibe 18 in der vierten Ausführungsform durch die Zahnräder 18 ersetzt, nicht zuletzt werden die Zahnräder 18 durch eine Vorgelege 32 von dem Zahnrad 31 des E-Motors 30 angetrieben. Die zwei auf der Bahn umlaufenden Einheiten 40 einschließlich dem Vorgelege 32 bilden eine Drehverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Drehung.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen haben alle auf der Bahn umlaufenden Einheiten die Funktion, einerseits die Antriebskraft zu übertragen, anderseits die Parallerogrammkinematik zu bilden; aber brauchen nicht alle auf der Bahn umlaufenden Einheiten an der Kraftübertragung zu beteiligen , es gibt die andere Weise, die Antriebskraft zu übertragen, ohne irgendeine bahnumlaufende Einheit daran zu beteiligen.
Nach den obenerwähnten Ausführungsformen sind die linearen Extrizitäten der auf der Bahn umlaufenden Einheiten e eigentlich identisch, die kann wie folgendes zum Ausdruck gebracht werden: e = p2 – t,dabei: p = Steigung des Spiralkörpers
t = Wanddicke des jeweiligen Spiralkörpers
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen hat die vorliegende Erfindung den Luftverdichter des Spiral-Typs und die Expansionsmaschine des Spiral-Typs als die Beispiele für Strömungsmaschine des Spiral-Typs ausgesucht, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf den Luftverdichter des Spiral-Typs und die Expansionsmaschine des Spiral-Typs beschränkt, sie kann sich auf die Strömungsmaschine aller Typen erstrecken, wie z. B. Vakkumpumpe, Kühlverdichter usw.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen beinhaltet die Strömungsmaschine des Spiral-Typs die zwei in der Spiegelbildbeziehung stehenden Volumenveränderungsmechanismen, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Wie z. B. die Abmessungen von den zwei Volumenveränderungsmechanismen dürfen voneinander abweichen.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen beinhaltet die Strömungsmaschine des Spiral-Typs die zwei Volumenveränderungsmechanismen von gleicher Funktion, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf diesen Einsatz beschränkt. Wie z. B. die eine davon kann zur Kompression, die andere zur Expansion benutzt werden.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen sind zwei Luftansaugöffnungen verbunden, zwei Luftauslaßöffnungen verbunden sind, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf diese Anordnung beschränkt. Wie z. B. die Luftauslaßöffnung des ersten Volumenveränderungsmechanismus kann mit der Luftansaugöffnung des zweiten Volumenveränderungsmechanismus verbunden sein.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen die zwei bis drei auf der Bahn umlaufenden Einheiten in einer Maschine angeordnet sind, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf die Anzahl der auf der Bahn umlaufenden Einheiten beschränkt. Vier oder noch mehr auf der Bahn umlaufenden Einheiten dürfen in einer Maschine untergebracht werden.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen umfaßt die Maschine zwei Gehäuse, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf die Anzahl der Gehäuse oder auf die in Fig. dargestellten Konstruktionsdetails beschränkt. Die Techniker in unserem Fachbereich können das Verbesserungskonzept bezüglich der Konstruktion ausdenken, ohne von dem wesentlichen Kernteil der vorliegenden Erfindung zu abweichen. Wie z. B. zwei Gehäuse können als Monoblock gebaut werden, das hat eigentlich die gleiche Funktion wie die Ausführung mit den zwei Gehäusen.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen wird die Beschreibung für die allgemeinen mechanischen Teile weggelassen, wie z. B. Enddichtung, Wellenabdichtung, Stellstift, Kühlrippe usw, aber wird die vorliegende Erfindung nicht auf deren Anwendungen beschränkt.
Obwohl nach den obenerwähnten Ausführungsformen wird der Außenumfang der Rotationselemente als die Riemenscheibe, das Zahnrad usw beschrieben, aber die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konstruktionformen beschränkt. Wie z.B. der Außenumfang der Rotationselemente können als Kettenrad, Zylinder usw. ausgebildet werden.
Zusammenfassung
Die Strömungsmaschine des Spiral-Typs, bei der zwei Gehäuse (1A,1B) miteinander verbunden sind, zwei ortfeste Spiralelemente (2A,2B) werden auf den zwei Gehäusen befestigt, zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder (3A,3B) bilden im Zusammenbau mit den ortfesten Spiralelementen zwei Volumenänderungsmechanismen. Drei auf der auf der Bahn umlaufenden Einheiten (40) sind zwischen den zwei auf der auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern angeordnet, dadurch wird eine Drehverhinderungseinrichtung zur Verhinderung der Drehung des auf der Bahn umlaufenden Spiralglieds ausgebildet. Jeweiliges auf der Bahn umlaufenden Spiralglied besteht aus einem Rotationselement (10) und einer Schubkraftaufnahmewelle (20), das Rotationselement stützt drehbar auf zwei Gehäuse und die Schubkraftaufnahmewelle stützt drehbar in der exzentrischen Durchgangsbohrung. Jede Schubkraftaufnahmewelle wird zwischen zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern angeordnet. Wenn ein oder mehrere obenerwähnten Rotationselemente angetrieben werden, machen die zwei auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder die Bahnbewegung gegenueber dem ortfesten Spiralelement und es führt zur Volumensänderung der Flüssigkeit. Die auf das umlaufende Spiralglied wirkende Schubkraft wird durch die Schubkraftaufnahmewelle gegeneinander ausgeglichen.
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Claims

Eine Strömungsmaschine des Spiral-Typs beinhaltet: ein erstes Gehäuse und ein zweites Gehäuse, die auf dem obenerwähnten ersten Gehäuse befestigt ist; Der erste Volumenveränderungsmechanismus besteht aus: einem ersten ortfesten Spiralelement, was einen ersten Spiralkörper besitzt; einem ersten auf der Bahn umlaufenden Spiralglied, auf dessen Oberfläche der zweite Spiralkörper befestigt wird, Das obenerwähnte erste auf der Bahn umlaufende Spiralglied wirkt mit dem ersten ortfesten Spiralelement zusammen, so daß das Volumen der Flüssigkeit darin verändert und verdrängt wird, wenn der zweite Spiralkörper gegenüber dem obenerwähnten ersten Spiralkörper die Bahnbewegung macht; Der zweite Volumenveränderungsmechanismus besteht aus: einem zweite ortfesten Spiralelelement, was einen dritten Spiralkörper besitzt; einem zweiten auf der Bahn umlaufenden Spiralglied, auf dessen Oberfläche der vierte Spiralkörper befestigt wird, Das obenerwähnte zweite auf der Bahn umlaufende Spiralglied wirkt mit dem zweiten ortfesten Spiralelement zusammen, so daß das Volumen der Flüssigkeit darin verändert und verdrängt wird, wenn der vierte Spiralkörper gegenüber dem obenerwähnten dritten Spiralgkörper die Bahnbewegung macht; Mehrere auf der Bahn umlaufenden Einheiten sind zwischen dem obenerwähnten ersten auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder und dem obenerwähnten zweiten auf der Bahn umlaufenden Spiralglieder angeordnet, jede von den obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten umfaßt: ein Rotationselement mit einer exzentrischen Durchgangsbohrung, welches drehbar auf dem obenerwähnten ersten und zweiten Gehäuse gelagert ist; eine Schubkraftaufnahmewelle, ein Ende von der Welle auf der obenerwähnten ersten umlaufenden Spiralglied, das andere Ende auf dem obenerwähnten zweiten umlaufenden Spiralglied befestigt ist, die obenerwähnte Schubkraftaufnahmewelle ist drehbar in der exzentrischen Durchgangsbohrung des obenerwähnten Rotationselementes gelagert; Worin ist das obenerwähnte erste ortfeste Spiralelement mit dem obenerwähnten ersten Gehäuse fest verbunden und das obenerwähnte zweite ortfeste Spiralelement mit dem obenerwähnten zweiten Gehäuse fest verbunden, und zwar, die obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten werden als ein oder mehrere Parallerogramm -Mechanismen ausgebildet, so daß die Drehung bei dem obenerwähnten ersten und zweiten auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedern verhindert wird.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine obenerwähnte auf der Bahn umlaufende Einheit gibt, mit dem Ergebnis, die Antriebskraft aus dem obenerwähnten Volumenveränderungsmechanismus auszugeben oder auf den zu übertragen.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten 2 ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten 3 ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer von den Außenumfängen der obenerwähnten Rotationselementen bei den obenerwähnten umlaufenden Einheiten die Riemenscheibe ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer von den Außenumfängen der obenerwähnten Rotationselementen bei den obenerwähnten umlaufenden Einheiten die synchronisierte Riemenscheibe ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer von den Außenumfängen der obenerwähnten Rotationselementen bei den obenerwähnten umlaufenden Einheiten das Zahnrad ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer von den Außenumfängen der obenerwähnten Rotationselementen bei den obenerwähnten umlaufenden Einheiten der Läufer des E-Motors ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 2 ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer von den Außenumfängen der obenerwähnten Rotationselementen bei den obenerwähnten umlaufenden Einheiten das Kettenrad ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 3 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine synchronisierte Einrichtung dazu dient, mit den Rotationselementen bei den zwei obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten kraftschlüssig zu verbinden.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfänge der Rotationselemente bei den zwei obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten die synchronisierte Riemenscheibe und die obenerwähnte synchronisierte Einrichtung ein synchronisierte Riemen ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 10 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfänge der Rotationselemente bei den zwei obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten das Zhanrad ist und zwar die obenerwähnte synchronisierte Einrichtung das dritte Zahnrad ist, womit das obenerwähnte Zahnrad ineinandergegriffen wird.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 4 ist dadurch gekennzeichnet, daß die Außenumfänge der Rotationselemente bei den drei obenerwähnten auf der Bahn umlaufenden Einheiten die drei Riemenscheiben sind, die durch einen Antriebsriemen kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgespannte Riemenscheibe zur Verfügung steht, um den Umhüllungswinkel auf den drei obenerwähnten Riemenscheiben an dem obenerwähnten Antriebsriemen zu vergrössern.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die obenerwähnten Rotationselemente mit den Ausgleichgewichten als Monoblock gebaut werden.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß, die obenerwähnten Rotationselementen mit zwei Ausgleichgewichten versehen, die obenerwähnten Ausgleichgewichte in den exzentrischen Durchgangsbohrungen in den obenerwähnten Rotationselementen eingebaut sind, auf den obenerwähnten Ausgleichgewichten ist jeweils eine Bohrung mit dem Durchmesser größer als dem der exzentrischen Durchgangsbohrung vorgesehen, zwei Lager sind jeweils in den obenerwähnten Bohrungen in den Ausgleichgewichten eingebaut, um die Schubkraftaufnahmewellen drehbar abzustützen.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß der obenerwähnten erste und zweite Volumenveränderungsmechanismus eine Spiegelbildbeziehung haben.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß obenerwähnte Schubkraftaufnahmewelle umfaßt: eine Muffe, das erste Ende, was mit dem einen Ende der obenerwähnten Muffe in Berühung steht, das zweite Ende, was mit dem anderen Ende der obenerwähnten Muffe in Berühung steht, die zwei Enden der Muffe sind mittels einer vorgespannten Lagerschraube zusammengebunden, mit dem Ergebnis, die zwei Lager vorzuspannen, die obenerwähnte Schubkraftaufnahmewelle stützt sich auf die zwei obenerwähnten Lager.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 18 ist dadurch gekennzeichnet, daß die obenerwähnte Muffe mit der vorgesehenen Länge so bearbeitet wird, um den Kontakt des ersten Endes und zweiten Endes mit der Muffe zu ermöglichen und die vorgeschriebene Vorbelastung zu erleichen.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 8 ist dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer des obenerwähnten E-Motors auf der Welle des E-Motors befestigt ist und die obenerwähnte exzentrische Durchgangsbohrung sich in der obenerwähnten Welle des E-Motors befindet. Der E-Motor hat einen Stator, der zwischen dem ersten und zweiten Gehäusen befestigt ist.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwei obenerwähnten Gehäuse als Monoblock gebaut werden.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 12 ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwei obenerwähnten Gehäuse als Monoblock gebaut werden.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 13 ist dadurch gekennzeichnet, daß die zwei obenerwähnten Gehäuse als Monoblock gebaut werden.
Die Srömungsmaschine des Spiral-Typs nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß es keine umlaufende Einheit gibt, um die Antriebskraft auf den ersten und zweiten Volumenveränderungsmechanismus zu übertragen oder daraus abzugeben.