-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scroll-Kälteverdichter.
-
Ein Scroll-Kälteverdichter umfasst auf bekannte Weise einen dichten Behälter, der ein stationäres Spiralgehäuse und ein bewegliches Spiralgehäuse, das eine kreisbahnförmige Bewegung beschreibt, enthält, wobei jedes Spiralgehäuse einen Teller aufweist, ab dem sich eine Spirale erstreckt, wobei die Spiralen des stationären und beweglichen Spiralgehäuses ineinander greifen und Kompressionskammern mit variablem Volumen begrenzen, wobei die Kompressionskammern ein Volumen haben, das von außen, wo die Versorgung mit Kältemittel erfolgt, nach innen schrittweise abnimmt.
-
Damit wird das Kühlgas bei der relativen kreisbahnförmigen Bewegung des ersten und zweiten Spiralgehäuses aufgrund der Verringerung des Volumens der Kompressionskammern verdichtet und bis zum Zentrum des ersten und zweiten Spiralgehäuses befördert. Das verdichtete Kühlgas tritt im zentralen Abschnitt in Richtung einer Förderkammer über eine Förderöffnung aus, die in den das stationären Spiralgehäuse eingearbeitet ist.
-
Um die Leistungen eines derartigen Verdichters in Abhängigkeit von den Jahreszeiten und insbesondere in Abhängigkeit vom Kältebedarf zu verbessern, kann dieser Verdichter eine variable Kapazität sein und/oder einen variablen Kompressionsgrad haben.
-
Das Dokument
US 5 855 475 beschreibt einen Scroll-Kälteverdichter mit variablem Kompressionsgrad, der einerseits Kältemittel-Durchgangsöffnungen umfasst, die in den Teller des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet sind und jeweils in eine der Kompressionskammern und in die Förderkammer münden, und andererseits Umleitungsklappen, die auf der Fläche des Tellers des stationären Spiralgehäuses angeordnet sind, die zur Seite gegenüber den Spiralen zeigt und die jeweils zwischen einer geöffneten Stellung, die ein Fördern von Kältemittel aus der entsprechenden Kompressionskammer in die Förderkammer erlaubt, und einer geschlossenen Stellung, die das Fördern von Kältemittel aus der entsprechenden Kompressionskammer in die Förderkammer verhindert, bewegbar sind.
-
Wenn eine der Umleitungsklappen auf ihrer Fläche, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt, einem Druck ausgesetzt ist, der niedriger ist als der Druck in der Förderkammer, wird die Klappe in ihrer geschlossene Stellung gehalten und isoliert die entsprechende Kompressionskammer von der Förderkammer. Daraus ergibt sich, dass der Kompressionsgrad des Verdichters auf seinem maximalen Wert gehalten wird.
-
Wenn eine der Umleitungsklappen auf ihrer Seite, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt, einem Druck ausgesetzt wird, der höher ist als der Druck in der Förderkammer, verformt sich die Klappe elastisch in ihre geöffnete Stellung und versetzt die entsprechende Kompressionskammer mit der Förderkammer in Kommunikation. Dadurch wird ein Teil des in den Kompressionskammern, in die die Durchgangsöffnungen münden, verdichteten Kältemittels in die Förderkammer gefördert, bevor dieser Teil des Kältemittels bis ins Zentrum der Spiralen gelangt.
-
Durch die Anwesenheit derartiger Durchgangsöffnungen und derartiger Umleitungsklappen kann der Kompressionsgrad jeder Kompressionskammer in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen verringert und dadurch eine Überverdichtung des Kältemittels vermieden werden. Diese Anordnungen erlauben damit, die energetische Leistung des Verdichters zu verbessern.
-
Um die mechanischen Kräfte zu verringern, die auf das stationäres Spiralgehäuse und damit auf das bewegliches Spiralgehäuse und die Antriebswelle des beweglichen Spiralgehäuses wirken und den thermischen Transfer von der Förderkammer in die Kompressionskammern durch das stationäre Spiralgehäuse zu verringern, ist es bekannt, eine Trennplatte auf der Fläche des Tellers des stationären Spiralgehäuses, die zur Förderkammer zeigt, derart zu montieren, dass die Förderkammer mindestens teilweise durch den dichten Behälter des Verdichters und die Trennplatte begrenzt wird. Das Vorhandensein einer derartigen Trennplatte erlaubt damit, die Zuverlässigkeit des Verdichters zu erhöhen.
-
Weiterhin ist bekannt, um die Zuverlässigkeit des Verdichters noch mehr zu erhöhen, die Trennplatte im Verhältnis zum stationären Spiralgehäuse gemäß einer Richtung etwa parallel zur Längsachse des Verdichters bewegbar zu montieren.
-
Die Montage von Umleitungsklappen, wie im Dokument
US 5 855 475 beschrieben, auf der oberen Fläche des stationären Spiralgehäuses eines Verdichters, der mit einer Trennplatte ausgestattet ist, ist aufgrund der Tatsache, dass der Zugang zur oberen Fläche des stationären Spiralgehäuse durch die Anwesenheit der Trennplatte versperrt ist, schwierig, ja sogar unmöglich.
-
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, diesen Nachteilen abzuhelfen.
-
Das technische Problem an der Basis der Erfindung besteht also darin, einen Scroll-Kälteverdichter mit einer einfachen und wirtschaftlichen Struktur bereitzustellen, die erlaubt, die Leistungen des Verdichters zu verbessern, wobei sie eine einfache und komfortable Montage mindestens einer Umleitungsklappe erlaubt.
-
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung einen Scroll-Kälteverdichter, der umfasst:
- – einen dichten Behälter, der ein stationäres Spiralgehäuse und ein bewegliches Spiralgehäuse, das eine kreisbahnförmige Bewegung beschreibt, enthält, wobei jedes Spiralgehäuse einen Teller aufweist, ab dem sich eine Spirale erstreckt, wobei die Spiralen des stationären und beweglichen Spiralgehäuses ineinander greifen und Kompressionskammern mit variablem Volumen begrenzen,
- – eine Trennplatte, die dicht auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert ist, wobei die Trennplatte und der Teller des stationären Spiralgehäuses mindestens ein erstes Übergangsvolumen begrenzen,
- – eine Förderkammer, die zumindest teilweise durch die Trennplatte und den dichten Behälter begrenzt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verdichter ferner umfasst:
- – mindestens einen Umleitungsdurchgang, der ausgebildet ist, um das erste Übergangsvolumen mit einer Übergangs-Kompressionskammer in Kommunikation zu versetzen,
- – mindestens einen Fließdurchgang, der ausgebildet ist, um das erste Übergangsvolumen mit der Förderkammer in Kommunikation zu versetzen,
- – mindestens eine Umleitungsklappe, die einem Fließdurchgang zugeordnet ist, wobei jede Umleitungsklappe, die einem Fließdurchgang zugeordnet ist, auf der Fläche der Trennplatte montiert ist, die zur Förderkammer zeigt und zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung des entsprechenden Fließdurchgangs bewegbar ist und ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck im entsprechenden Fließdurchgang den Druck in der Förderkammer um einen vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Dadurch, dass mindestens ein Umleitungsdurchgang und mindestens ein Fließdurchgang in dasselbe Übergangsvolumen münden, das von der Trennplatte und dem Teller des stationären Spiralgehäuses begrenzt wird, ist ein Justierungsfehler der Enden der Umleitungs- und Fließdurchgänge bei der Montage der Trennplatte auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses erlaubt, bei Sicherstellung einer fluidmäßigen Verbindung zwischen den Umleitungs- und Fließdurchgängen. Daraus ergibt sich eine komfortable und schnelle Montage der Trennplatte auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses, da es nicht notwendig ist, bei der Positionierung derselben umfangreiche Vorsichtsmaßnahmen zu treffen, um die fluidmäßig Verbindung zwischen den entsprechenden Umleitungs- und Fließdurchgängen sicherzustellen.
-
Ferner wird dadurch die Ausbildung von Fließ- und Umleitungsdurchgängen in der Trennplatte und dem Teller des stationären Spiralgehäuses in im Verhältnis zur Längsachse des Verdichters radial und winklig versetzten Positionen bei gleichzeitiger Sicherstellung einer komfortablen und schnellen fluidmäßigen Verbindung zwischen den Durchgängen bei der Montage der Trennplatte auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses ermöglicht.
-
Damit kann die Positionierung der verschiedenen Umleitungsklappen auf der Trennplatte vor dem Einbau derselben in den Behälter des Verdichters erfolgen und danach die Trennplatte auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert werden, ohne die relative Positionierung der verschiedenen Umleitungs- und Fließdurchgänge genauestens beachten zu müssen.
-
Das führt zu einer einfachen und schnellen Montage der diversen Umleitungsklappen im Verdichterbehälter, und zwar trotz des Vorhandenseins der Trennplatte.
-
Daneben entspricht, unter normalen Betriebsbedingungen, wenn die Umleitungsklappen in Verschlussstellung sind, der Druck im ersten Übergangsvolumen etwa dem Druck in den Übergangs-Kompressionskammern, der niedriger ist als der Druck in der Förderkammer. Ferner ist die Temperatur des Kältemittels in den Übergangs-Kompressionskammern, die mit dem ersten Übergangsvolumen kommunizieren, niedriger als die Temperatur des Kältemittels in der Förderkammer. Damit werden die thermischen und mechanischen Beanspruchungen, die auf das stationäre Spiralgehäuse einwirken, reduziert.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass unter Übergangs-Kompressionskammer eine Kompressionskammer verstanden wird, die einen Druck zwischen dem Druck der ersten sogenannten „hubraumrelevanten” Kompressionskammer und dem Druck der letzten Kompressionskammer, die in die Förderleitung mündet, aufweist.
-
In vorteilhafter Weise ist das erste Übergangsvolumen ringförmig und vorzugsweise etwa auf der Längsachse des Verdichters zentriert.
-
Dadurch wird die Montage der Trennplatte auf dem Teller des beweglichen Spiralgehäuses zusätzlich erleichtert, da unabhängig von der relativen Winkelposition der Trennplatte im Verhältnis zum Teller des stationären Spiralgehäuses eine fluidmäßige Verbindung zwischen den entsprechenden Umleitungs- und Fließdurchgängen sichergestellt ist.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Verdichter eine Vielzahl von Umleitungsdurchgängen.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Verdichter eine Vielzahl von Fließdurchgängen und eine Vielzahl von Umleitungsklappen, jeweils einem Fließdurchgang zugeordnet sind.
-
In vorteilhafter Weise umfasst der Verdichter mindestens eine Umleitungsklappe, die in Form einer Lamelle realisiert ist, die zwischen einer Verschluss- und einer Freigabestellung des entsprechenden Fließdurchgangs elastisch verformbar ist.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst jeder Fließdurchgang eine Fließleitung, die in die Trennplatte eingearbeitet ist und ein erstes Ende, das in das erste Übergangsvolumen mündet, und ein zweites Ende, das in die Förderkammer mündet, umfasst. Somit münden die ersten Enden der verschiedenen Fließleitungen, wenn der Verdichter eine Vielzahl von Fließdurchgängen umfasst, in ein und dasselbe Volumen.
-
Jede Umleitungsklappe ist vorzugsweise ausgebildet, um das zweite Ende der entsprechenden Fließleitung zu verschließen, wenn sie sich in ihrer Verschlussstellung befindet.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst jeder Umleitungsdurchgang eine Umleitungsleitung, die in den Teller des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet ist und ein erstes Ende umfasst, das in die entsprechende Übergangs-Kompressionskammer mündet, und ein zweites Ende, das in das erste Übergangsvolumen mündet. Somit münden die zweiten Enden der verschiedenen Umleitungsleitungen, wenn der Verdichter eine Vielzahl von Umleitungsdurchgängen umfasst, in ein und dasselbe Volumen.
-
Vorzugsweise befindet sich das erste Ende jeder Fließleitung etwa gegenüber dem zweiten Ende einer bestimmten Umleitungsleitung.
-
Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung umfasst der Verdichter eine Anzahl von de Umleitungsdurchgängen, die höher ist als die Anzahl der Fließdurchgänge. Beispielsweise könnte der Verdichter eine Vielzahl von Umleitungsdurchgängen und einen einzigen Fließdurchgang aufweisen.
-
Gemäß einer zweiten Alternative der Erfindung umfasst der Verdichter so viele Umleitungsdurchgänge wie Fließdurchgänge. Gemäß dieser Alternative befindet sich das erste Ende jeder Fließleitung vorzugsweise etwa gegenüber dem zweiten Ende einer bestimmten Umleitungsleitung. Dadurch werden insbesondere Lastverluste begrenzt, und damit wird die Wirksamkeit des Verdichters verbessert.
-
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal der Erfindung begrenzen die Trennplatte und der Teller des stationären Spiralgehäuses mindestens ein zweites Übergangsvolumen, und der Teller des stationären Spiralgehäuses weist eine Druckausgleichsleitung auf, die ein erstes Ende, das in das zweite Übergangsvolumen mündet, und ein zweites Ende, das in ein Volumen mit einem Druck unter dem Druck im ersten Übergangsvolumen mündet, auf. Vorzugsweise mündet das zweite Ende der Druckausgleichsleitung in ein Ansaugvolumen, das mindestens teilweise vom beweglichen Spiralgehäuse und der Fläche des Tellers des stationären Spiralgehäuses, die zum beweglichen Spiralgehäuse zeigt, begrenzt wird.
-
In vorteilhafter Weise, ist das zweite Übergangsvolumen vom ersten Übergangsvolumen fluidmäßig isoliert.
-
Vorzugsweise weist die Trennplatte auf ihrer Fläche, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt, Dichtungsmittel auf, die ausgebildet sind, um mit dem Teller des stationären Spiralgehäuses zusammenzuarbeiten und die teilweise das erste Übergangsvolumen begrenzen. Dadurch wird die Größe des ersten Übergangsvolumens reduziert und damit das tote Volumen sowie die Beanspruchungszone der Trennplatte und des Tellers des stationären Spiralgehäuses. Die Reuzierung des toten Volumens ist vorteilhaft, wen der Verdichter einen erhöhten Verdichtungsgrad aufweist oder mit einem hochdichten Kühlgas arbeitet, wogegen die Reduzierung der Beanspruchungszone entweder erlaubt, die Trennplatte und das stationäre Spiralgehäuse aus Materialien mit einer geringeren mechanischen Belastbarkeit herzustellen oder das Volumen dieser Teile und damit die Menge des eingesetzten Material zu reduzieren.
-
Gemäß einer Ausführungsform weisen die Dichtungsmittel zwei ringförmige Dichtungen unterschiedlicher Durchmesser auf, die etwa auf der Längsachse des Verdichters zentriert sind.
-
Jede ringförmige Dichtung ist in vorteilhafter Weise in eine ringförmige Rille eingesetzt, die in die Fläche der Trennplatte eingearbeitet ist, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt.
-
Gemäß einer Ausführungsalternative der Erfindung weist die Trennplatte auf ihrer Fläche, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt, erste und zweite Dichtungsmittel auf, die ausgebildet sind, um mit dem Teller des stationären Spiralgehäuses zusammenzuarbeiten und die jeweils teilweise zwei bestimmte Übergangsvolumen begrenzen, und der Verdichter weist zwei Umleitungsdurchgänge auf, die jeweils ausgebildet sind, um eines der Übergangsvolumen mit einer Übergangs-Kompressionskammer in Kommunikation zu versetzen, und mindestens zwei Fließdurchgänge, die jeweils ausgebildet sind, um eines der Übergangsvolumen mit der Förderkammer in Kommunikation zu versetzen.
-
Gemäß einer Ausführungsform weist die Fläche der Trennplatte, die zur Förderkammer zeigt, mindestens eine von innen nach außen und von der Förderkammer zum stationären Spiralgehäuse geneigte Fläche auf, und es ist mindestens eine Umleitungsklappe auf der geneigten Fläche montiert.
-
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist der Teller des stationären Spiralgehäuses eine periphere Außenwand auf, die dicht auf der Innenwand des dichten Behälters befestigt ist.
-
Der Verdichter umfasst vorzugsweise:
- – eine Förderleitung, die in den zentralen Abschnitt des Tellers des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet ist, die ein erstes Ende, das in eine zentrale Kompressionskammer mündet, und ein zweites Ende, das dazu bestimmt ist, mit der Förderkammer in Kommunikation versetzt zu sein, umfasst,
- – eine Rücklaufsperre, die auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses des Verdichters auf Ebene des zweiten Endes der Förderleitung montiert ist, wobei die Rücklaufsperre umfasst:
- – mindestens eine Förderöffnung, die ausgebildet ist, um die Förderleitung und die Förderkammer in Kommunikation zu versetzen,
- – einen Klappensitz, der die Förderöffnung umgibt, und
- – eine zwischen einer Verschlussstellung, in der sich die Druckklappe auf dem Klappensitz abstützt und die Förderöffnung verschließt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe vom Klappensitz entfernt ist und die Förderöffnung freigibt, bewegbare Druckklappe, wobei die Druckklappe ausgebildet ist, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Förderleitung um einen vorbestimmten Wert über dem Druck in der Förderkammer liegt.
-
Vorzugsweise ist die Trennplatte auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses derart montiert, dass die Förderleitung umgeben wird.
-
Gemäß einem anderen vorteilhaften Merkmal der Erfindung umfasst der Verdichter Dichtungsmittel, die zwischen der Trennplatte und dem Teller des stationären Spiralgehäuses angeordnet sind.
-
Die Erfindung wird auf jeden Fall mit Hilfe der folgenden Beschreibung, die sich auf die schematische Zeichnung in der Anlage bezieht, gut verstanden werden, wobei diese nicht beschränkende Beispiele mehrerer Ausführungsformen dieses Scroll-Kälteverdichters darstellt.
-
1 ist eine Teilansicht eines Längsschnitts durch einen Scroll-Kälteverdichter gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
-
2 ist eine Teilansicht eines Längsschnitts durch einen Scroll-Kälteverdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
-
3 ist eine Teilansicht eines Längsschnitts durch einen Scroll-Kälteverdichter gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
-
4 ist eine Unteransicht der Trennplatte, die den Verdichter der 3 ausstattet.
-
5 ist eine Teilansicht eines Längsschnitts durch einen Scroll-Kälteverdichter gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung.
-
6 ist eine Unteransicht der Trennplatte, die den Verdichter der 5 ausstattet.
-
In der folgenden Beschreibung sind dieselben Elemente in den verschiedenen Ausführungsformen mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
-
Die 1 beschreibt einen Scroll-Kälteverdichter in einer vertikalen Stellung. Jedoch könnte der erfindungsgemäße Verdichter eine geneigte oder eine horizontale Stellung einnehmen, ohne dass seine Struktur signifikant anders wäre.
-
Der auf der 1 dargestellte Verdichter umfasst einen dichten Behälter, der von einem Mantel 2 begrenzt wird, dessen oberes und unteres Ende jeweils durch einen Deckel 3 und eine Basis verschlossen sind (auf der 1 nicht dargestellt). Die Montage dieses Behälters kann vor allem durch Schweißnähte erfolgen.
-
Der Verbindungsabschnitt des Verdichters ist durch einen Körper 4 besetzt, der zur Montage einer Kompressionsstufe 5 des Kühlgases dient. Diese Kompressionsstufe 5 umfasst ein stationäres Spiralgehäuse 6, das einen Teller 7 aufweist, ab dem sich eine nach unten zeigende stationäre Spirale 8 erstreckt, und ein bewegliches Spiralgehäuse 9, das einen Teller 11 aufweist, der sich auf dem Körper 4 abstützt und ab dem sich eine nach oben zeigende Spirale 12 erstreckt. Die beiden Spiralen 8 und 12 der zwei Spiralgehäuse durchdringen sich gegenseitig, um Kompressionskammern 13 mit variablem Volumen auszubilden.
-
Der Verdichter umfasst einen (auf den Figuren nicht dargestellten Elektromotor), der einen mit einer Antriebswelle 14 verbundenen Rotor aufweist, deren oberes Ende in der Art einer Kurbelwelle achsversetzt ist. Dieser obere Abschnitt greift in einen hülsenförmigen Abschnitt 15 ein, den das bewegliche Spiralgehäuse 9 aufweist. Bei ihrem rotierenden Antrieb durch den Motor treibt die Antriebswelle 14 das bewegliche Spiralgehäuse 9 gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung an.
-
Der Verdichter umfasst eine Trennplatte 16, die dicht auf dem Teller 7 des stationären Spiralgehäuses 6 montiert ist. Die Trennplatte 16 ist auf dem Teller 7 des stationären Spiralgehäuses 6 derart montiert, dass eine relative Bewegung zwischen der Trennplatte und dem stationären Spiralgehäuse 6 gemäß der Längsachse A des Verdichters möglich ist. Zur Sicherstellung der Dichtigkeit zwischen der Trennplatte 16 und dem stationären Spiralgehäuse 6 umfasst der Verdichter eine erste Ringdichtung 17, die auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert ist und ausgebildet, um mit den Außenrand der Trennplatte zusammenzuarbeiten, und eine zweite Ringdichtung 18, die auf dem Teller des stationären Spiralgehäuses montiert ist und ausgebildet, um mit dem Innenrand der Trennplatte zusammenzuarbeiten.
-
Die Trennplatte 16 und der Teller 7 des stationären Spiralgehäuses 6 begrenzen ein ringförmiges Übergangsvolumen 19.
-
Der Verdichter umfasst ferner eine Förderleitung 21, die in den zentralen Abschnitt des stationären Spiralgehäuses 6 eingearbeitet ist. Die Förderleitung 21 umfasst ein erstes Ende, das in die zentrale Kompressionskammer 13a mündet, und ein zweites Ende, das dazu bestimmt ist, mit einer Hochdruck-Förderkammer 22 in Kommunikation versetzt zu sein, die durch den Behälter des Verdichters, den Teller des stationären Spiralgehäuses 6 und die Trennplatte 16 begrenzt ist. Die Trennplatte 16 ist auf dem Teller 7 des stationären Spiralgehäuses derart befestigt, dass sie die Förderleitung 21 umgibt.
-
Der Verdichter umfasst eine Rücklaufsperre 25. Die Rücklaufsperre 25 weist eine scheibenförmige Klappenplatte 26 auf, die auf dem Teller 7 des stationären Spiralgehäuses 6 auf Ebene des zweiten Endes der Förderleitung 21 montiert ist. Die Klappenplatte 26 umfasst eine Vielzahl von Förderöffnungen 27, die ausgebildet sind, um die Förderleitung 21 und Förderkammer 22 in Kommunikation zu versetzen.
-
Die Rücklaufsperre 25 umfasst ebenfalls eine Druckklappe 28, die zwischen einer Verschlussstellung, in der die Druckklappe 28 die Förderöffnungen 27 verschließt, und einer Freigabestellung, in der die Druckklappe 28 die Förderöffnungen 27 freigibt, bewegbar ist. Die Druckklappe 28 ist ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck in der Förderleitung 21 den Druck in der Förderkammer 22 um einen vorbestimmten Wert übersteigt, der etwa dem Regelungsdruck der Druckklappe 28 entspricht. Die Druckklappe 28 ist beispielsweise etwa scheibenförmig.
-
Der Verdichter umfasst ebenfalls eine Rückhalteplatte 29, die auf der Klappenplatte 26 montiert ist und dazu bestimmt, für die Druckklappe 28 als Anschlag zu dienen, wenn sie in ihrer Freigabestellung ist. Die Rückhalteplatte 29 umfasst mindestens eine Durchgangsöffnung 31, die ausgebildet ist, um ein Fließen von Kältemittel von den Förderöffnungen 27 zur Förderkammer 22 zu erlauben. Die Rückhalteplatte 29 ist ausgebildet, um den Weg der Trennplatte 16 im Verhältnis zum Teller 7 des stationären Spiralgehäuses zu begrenzen. Die untere Fläche der Rückhalteplatte bildet nämlich einen Anschlag, der ausgebildet ist, um mit der oberen Fläche der Trennplatte zusammenzuarbeiten.
-
Der Verdichter umfasst daneben zwei Umleitungsdurchgänge, die im Verhältnis zur Längsachse A des Verdichters winklig versetzt sind und jeweils ausgebildet, um das Übergangsvolumen 19 mit einer Übergangs-Kompressionskammer 13b in Kommunikation zu versetzen. Jeder Umleitungsdurchgang wird von einer Umleitungsleitung 32 gebildet, die in den Teller des stationären Spiralgehäuses eingearbeitet ist und ein erstes Ende umfasst, das in die entsprechende Übergangs-Kompressionskammer 13b mündet, und ein zweites Ende, das in das Übergangsvolumen 19 mündet.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass die zweiten Enden der Umleitungsdurchgänge in einem selben Abstand im Verhältnis zur Längsachse des Verdichters in das Übergangsvolumen münden.
-
Daneben umfasst der Verdichter zwei im Verhältnis zur Längsachse A des Verdichters winklig versetzte Fließdurchgänge, die jeweils ausgebildet sind, um das Übergangsvolumen 19 mit der Förderkammer 22 in Kommunikation zu versetzen. Jeder Fließdurchgang wird von einer Fließleitung 33 gebildet, die in der Trennplatte ausgebildet ist und ein erstes Ende, das in das Übergangsvolumen 19 mündet, und ein zweites Ende, das in die Förderkammer 22 mündet, umfasst.
-
Es ist darauf hinzuweisen, dass die ersten Enden der Fließdurchgänge in einem selben Abstand im Verhältnis zur Längsachse des Verdichters in das Übergangsvolumen münden. Daneben mündet das erste Ende jedes Fließdurchgangs etwa gegenüber dem zweiten Ende eines Umleitungsdurchgangs in das Übergangsvolumen.
-
Der Verdichter umfasst ferner zwei Umleitungsklappen 34. Jede Umleitungsklappe 34 ist zwischen einer Verschlussstellung einer der Fließdurchgänge und einer Freigabestellung des Fließdurchgangs bewegbar. Jede Umleitungsklappe 34 ist ausgebildet, um in ihre Freigabestellung verlagert zu sein, wenn der Druck im entsprechenden Fließdurchgang den Druck in der Förderkammer 22 um einen vorbestimmten Wert übersteigt, der etwa dem Regelungsdruck der Umleitungsklappe 34 entspricht.
-
Jede Umleitungsklappe 34 ist auf der Fläche der Trennplatte montiert, die zur Förderkammer zeigt, und ausgebildet, um das zweite Ende des entsprechenden Fließdurchgangs zu verschließen, wenn sie sich in ihrer Verschlussstellung befindet.
-
Ferner ist jede Umleitungsklappe 34 in vorteilhafter Weise in Form einer Lamelle realisiert, die zwischen einer Verschlussstellung des entsprechenden Fließdurchgangs und einer Freigabestellung des Fließdurchgangs elastisch verformbar ist.
-
Der Verdichter umfasst ebenfalls eine Rückhalteplatte 35, die jeder Umleitungsklappe 34 zugeordnet und dazu bestimmt ist, für die entsprechende Umleitungsklappe 34 als Anschlag zu dienen, wenn sie in ihrer Freigabestellung ist. In vorteilhafter Weise ist jede Rückhalteplatte 35 durch Schrauben auf der Trennplatte befestigt.
-
Es folgt eine Beschreibung der Funktion des Scroll-Verdichters.
-
Wenn der erfindungsgemäße Scroll-Verdichter in Gang gesetzt ist, wird das bewegliche Spiralgehäuse 9 von der Antriebswelle 14 gemäß einer kreisbahnförmigen Bewegung angetrieben, wobei diese Bewegung des beweglichen Spiralgehäuses eine Aufnahme und eine Verdichtung von Kältemittel in den Kompressionskammern mit variablem Volumen 13 bewirkt.
-
Unter optimalen Betriebsbedingungen ist jede Umleitungsklappe 34 auf ihrer Seite, die in Richtung der Trennplatte zeigt, einem Druck ausgesetzt, der kleiner ist als der Druck in der Förderkammer 22. Dadurch werden die Umleitungsklappen 42 in ihrer Verschlussstellung gehalten und isolieren folgerichtig das Übergangsvolumen 19 von der Förderkammer. Da sich das Übergangsvolumen 19 mit den Übergangs-Kompressionskammern 13b fluidmäßig in Kommunikation befindet, stehen das Übergangsvolumen 19 und die Übergangs-Kompressionskammern 13b etwa unter demselben Druck.
-
Damit gelangt die Gesamtheit des Kältemittels, das in den Kompressionskammern 13 verdichtet wird, bis zum Zentrum der Spiralen und fließt durch die Förderleitung 21 in Richtung der Förderkammer 22, indem es die Druckklappe 28 in ihre Freigabestellung verlagert, und schließlich, indem es axial durch die Förderöffnungen 27 und die Durchgangsöffnung 31 fließt.
-
Unter nicht optimalen Betriebsbedingungen, beispielsweise in der Zwischensaison, bei einem Einschalten oder einem Enteisen des Verdichters, kann jede Umleitungsklappe 34 auf ihrer Seite, die in Richtung der Trennplatte 16 zeigt, einem Druck ausgesetzt werden, der höher ist als der Druck in der Förderkammer 22. In diesem Fall verformen sich die Umleitungsklappen 34 elastisch in Richtung ihrer Freigabestellung und versetzen die Übergangs-Kompressionskammern 13b, in die die entsprechenden Umleitungsdurchgänge 32 münden, mit der Förderkammer 22 über das Zwischenvolumen 19 in Kommunikation.
-
Dadurch wird ein Teil des Kältemittels, das in den Übergangs-Kompressionskammern 13b, in die die Umleitungsleitungen 32 münden, verdichtet wurde, in die Förderkammer 22 gefördert, bevor dieser Teil des Kältemittels bis ins Zentrum der Spiralen gelangt.
-
Die 2 zeigt einen Verdichter gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, die sich von der, die auf der 1 dargestellt ist, einzig und allein dadurch unterscheidet, dass der Außenrand der Trennplatte 16 dicht mit der Innenwand des Deckels 3 zusammenarbeitet.
-
Die 3 zeigt einen Verdichter gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung, der sich von dem, der auf der 1 dargestellt ist, im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Trennplatte 16 auf ihrer Fläche, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt, Dichtungsmittel aufweist, die ausgebildet sind, um mit dem Teller des stationären Spiralgehäuses zusammenarbeiten und die teilweise das Übergangsvolumen begrenzen, dass die Trennplatte 16 und der Teller 7 des stationären Spiralgehäuses 6 ein zweites Übergangsvolumen 36 begrenzen, das fluidmäßig vom ersten Übergangsvolumen 19 isoliert ist und dass der Teller 7 des stationären Spiralgehäuses 6 eine Druckausgleichsleitung 37 aufweist, die ein erstes Ende, das in das zweite Übergangsvolumen 36 mündet, und ein zweites Ende, das in ein Ansaugvolumen 38 mündet, aufweist, das vom Körper 4, dem beweglichen Spiralgehäuse 9 und der Fläche des Tellers 7 des stationären Spiralgehäuses 6 begrenzt wird, die zum beweglichen Spiralgehäuse zeigt.
-
Vorzugsweise weisen die Dichtungsmittel zwei konzentrische und auf der Längsachse des Verdichters zentrierte ringförmige Dichtungen 39, 40 auf. Jede ringförmige Dichtung 39, 40 ist in eine komplementär geformte ringförmige Rille 41, 42 eingesetzt, die in die Fläche der Trennplatte eingearbeitet ist, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt.
-
Gemäß einer Ausführungsvariante, die auf den Figuren nicht dargestellt ist, könnte das zweite Ende der Druckausgleichsleitung 37 nicht mehr in ein Ansaugvolumen münden, sondern in eine Kompressionskammer 13, die sich am Anfang des Verdichtungsprozesses befindet.
-
Die 5 zeigt einen Verdichter gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung, die sich von der, die auf der 3 dargestellt ist, im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass er zwei ringförmige Dichtungen 43, 44 aufweist, die im Verhältnis zueinander versetzt sind und jeweils in eine komplementär geformte ringförmige Rille 45, 46 eingesetzt sind, die in die Fläche der Trennplatte eingearbeitet ist, die zum Teller des stationären Spiralgehäuses zeigt, so dass das erste Ende einer bestimmten Fließleitung 33 umgeben wird. Gemäß dieser Ausführungsform mündet jede Umleitungsleitung 32 in ein unterschiedliches Übergangsvolumen 19, 19' mit reduziertem Volumen, was erlaubt, die Abmessungen des zweiten Übergangsvolumens 36 zu vergrößern und damit die mechanischen Kräfte, die auf das stationäre Spiralgehäuse wirken, zu verringern.
-
Es versteht sich von selbst, dass sich die Erfindung nicht nur auf die hier oben beispielhaft beschriebenen Ausführungsformen dieses Scroll-Kälteverdichters beschränkt, sondern im Gegenteil alle seine Ausführungsvarianten umfasst.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
