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Verweis(e) auf verwandte Anmeldungen
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2013-0,076,853 und
10-2014-0,023,125 , eingereicht am 2. Juli 2013 bzw. am 27. Februar 2014; die Offenbarungen dieser Anmeldungen werden durch diese In-Bezugnahme in ihrer Gesamtheit in die vorliegende Beschreibung einbezogen.
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Hintergrund der Erfindung
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Bereich der Erfindung
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen einen Scroll-Kompressor und betreffen – noch spezieller – einen Scroll-Kompressor, in dem der Druck in einer Gegendruck-Kammer, die auf eine rückseitige Fläche einer umlaufenden Spirale wirkt, in Abhängigkeit von Druck in einer Ablass-Kammer reguliert wird.
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Beschreibung des verwandten Standes der Technik
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Allgemein wurde ein Kompressor, der dazu dient, Kühlmittel in einem Kühlsystem für ein Fahrzeug zu komprimieren, in verschiedenen Formen entwickelt. Ein derartiger Kompressor schließt einen Kolben-Kompressor, der Kühlmittel im Verlauf einer Hin- und Her-Bewegung komprimiert, und einen Rotations-Kompressor ein, der Kühlmittel während einer Umlauf-Bewegung komprimiert.
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In diesem Zusammenhang schließt der Kolben-Kompressor ein: einen Kurbelwellen-Kompressor, der eine Antriebskraft einer Antriebs-Quelle unter Verwendung einer Kurbelwelle auf eine Mehrzahl von Kolben überträgt; einen Schrägscheiben-Kompressor, der eine Antriebskraft einer Antriebs-Quelle auf eine Drehachse überträgt, die mit einer Schräg-Scheibe ausgestattet ist; und einen Taumelscheiben-Kompressor, der Gebrauch von einer Taumelscheibe macht; und der Rotations-Kompressor schließt ein: einen Schaufel-Kompressor, der Gebrauch von einer Drehachse und einer Schaufel macht, und einen Scroll-Kompressor, der Gebrauch von einer umlaufenden Spirale und einer fixierten Spirale macht.
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1 zeigt eine Konfiguration eines Scroll-Kompressors gemäß dem verwandten Stand der Technik. Bezugnehmend auf 1 schließt der Scroll-Kompressor einen Antriebs-Teil 20, einen Kompressions-Teil 30 und einen Steuerungs-Teil 40 ein, die innerhalb eines Gehäuses 10 installiert sind, das dessen äußeres Aussehen definiert. Ein Raum innerhalb des Gehäuses 10 ist aufgeteilt in eine Ansaug-Kammer 50, eine Kompressions-Kammer 60, eine Ablass-Kammer 70 und eine Gegendruck-Kammer 80.
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Der Antriebs-Teil 20 schließt einen Stator 21 und einen Rotor 22, die koaxial innerhalb des Gehäuses 10 montiert sind, und eine Drehachse 23 ein, die durch diese hindurch installiert ist. Der Kompressions-Teil 30 schließt eine fixierte Spirale 31, die an einer Seite innerhalb des Gehäuses 10 fixiert ist, und eine umlaufende Spirale 32 ein, die eine Kompressions-Kammer 60 durch Eingreifen mit der fixierten Spirale 31 definiert, wobei sie exzentrisch durch den Antriebs-Teil 20 in Umlauf versetzt wird. In diesem Fall ist die umlaufende Spirale exzentrisch an der Drehachse 23 mittels einer exzentrischen Buchse 24 gekoppelt.
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Weiter schließt der Steuerungs-Teil 40 eine Vielzahl von Steuer-Kreisen und -elementen ein, wie beispielsweise ein PCB (Printed Circuit Board; Leiterplatte), die innerhalb des Gehäuses 10 montiert sind.
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Die Ansaug-Kammer 50 ist ein Raum, in dem Kühlmittel, das von außerhalb des Gehäuses eingeleitet wurde, bevorratet wird. Die Kompressions-Kammer 60 ist ein Raum, in dem Kühlmittel, das in die Ansaug-Kammer 50 eingeleitet wurde, komprimiert wird. Die Ablass-Kammer 70 ist ein Raum, in den Kühlmittel; das in der Kompressions-Kammer 60 komprimiert wurde, abgelassen wird. Die Gegendruck-Kammer 80 ist ein Raum, in dem ein Druck so definiert ist, dass die umlaufende Spirale 32 in Richtung auf die fixierte Spirale 31 gedrückt wird.
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Nachfolgend wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Komprimieren von Kühlmittel durch den Scroll-Kompressor gegeben, der die oben beschriebene Konfiguration aufweist. Zuerst überträgt dann, wenn externe elektrische Energie auf den Steuerungs-Teil 40 durch Anschluss-Klemmen oder dergleichen aufgebracht wird, der Steuerungs-Teil 40 Betriebs-Signale an den Antriebs-Teil 20 durch die Steuer-Kreise oder dergleichen.
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Wenn die Betriebs-Signale an den Antriebs-Teil 20 übertragen werden, wird der Stator 21 in Form eines Elektro-Magneten, der unter Druck auf eine innere Umfangs-Fläche des Gehäuses 10 eingepasst ist, mit Energie beaufschlagt und magnetisiert und so wird eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen dem Rotor 22 und dem Stator 21 erzeugt, sodass der Rotor 22 mit hoher Geschwindigkeit umläuft.
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In diesem Fall wird dann, wenn die Drehachse 23 des Antriebs-Teils 20 mit hoher Geschwindigkeit zusammen mit dem Rotor 22 dreht, die umlaufende Spirale 32 der Kompressions-Kammer 30, die exzentrisch an ein hinteres Ende der Drehachse gekoppelt ist, mit dieser synchronisiert und dreht sich exzentrisch mit hoher Geschwindigkeit. Folglich wird dann, wenn die umlaufende Spirale 32 um die fixierte Spirale 31 umläuft, an die die umlaufende Spirale 32 in der Weise angepasst ist, dass die Spiralen einander gegenüber liegen, Kühlmittel, das von der Ansaug-Kammer 50 zu der Kompressions-Kammer 60 strömt, auf hohen Druck komprimiert, während es von der äußeren Peripherie der Spirale zu einem zentralen Teil davon gerichtet wird, und wird dann an die Ablass-Kammer 70 abgegeben. Dementsprechend wird eine Reihe von Kühlmittel-Kompressions-Schritten abgeschlossen.
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Dabei wird Kühlmittel, das zu der Ablass-Kammer 70 abgelassen wird, außerhalb des Gehäuses 10 verbracht, und ein Teil des Kühlmittels wird in die Gegendruck-Kammer 80 übertragen. Danach wird ein Druck in der Gegendruck-Kammer 80 durch das in der Gegendruck-Kammer 80 übertragene Kühlmittel erzeugt, und die umlaufende Spirale 32 wird in Richtung auf die fixierte Spirale 31 durch den Druck gepresst, wodurch es ermöglicht wird, dass die Kompressions-Kammer 60 verschlossen wird, während die umlaufende Spirale 32 gegen die fixierte Spirale 31 gedrückt wird, ohne dass dazwischen eine Lücke bleibt.
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Hier wird der Druck in der Gegendruck-Kammer 80 durch ein Kontroll-Ventil, das in der Gegendruck-Kammer 80 installiert ist, in Antwort auf einen Druck in der Ansaug-Kammer 50 reguliert. Mit anderen Worten: Wenn der Druck in der Gegendruck-Kammer 80 um mehr als eine bestimmte Größe höher ist als der Druck in der Ansaug-Kammer 50, wird das Kontroll-Ventil 90 geöffnet, sodass Kühlmittel in der Gegendruck-Kammer 80 in die Ansaug-Kammer 50 übertragen wird. Als Ergebnis wird der Druck in der Gegendruck-Kammer 80 so aufrechterhalten, dass er nur um die bestimmte Größe höher ist als der Druck in der Ansaug-Kammer 50.
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Diese Konfiguration, in der das Kontroll-Ventil betrieben wird durch eine Druck-Differenz zwischen der Ansaug-Kammer
50 und der Gegendruck-Kammer
80, um so den Druck in der Gegendruck-Kammer
80 zu regulieren ist offenbart in der
japanischen ungeprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nummer 1998-110-688 , veröffentlich am 28. April 1998 (Patent-Dokument 1).
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Jedoch ist in dem Spiralen-Abschnitt der Kompressions-Kammer 60, in der ein hoher Druck definiert ist, der Ablass-Druck höher, verglichen mit dem Druck in der Gegendruck-Kammer 80. Daher bewegt sich die umlaufende Spirale 32 ein wenig in Richtung auf die Gegendruck-Kammer 80, mit der Folge, dass eine innere Leck-Stelle hervorgerufen wird aufgrund eines Spalts, der zwischen der fixierten Spirale 31 und der umlaufenden Spirale 32 erzeugt wird.
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Weiter ist in einem Spiralen-Abschnitt der Kompressions-Kammer 60, in dem ein relativ niedriger Druck definiert ist, der Druck in der Gegendruck-Kammer 80 höher im Vergleich zu dem Ablass-Druck. Daher wird die umlaufende Spirale 32 übermäßig stark in Richtung auf die fixierte Spirale 31 gedrückt, mit der Folge, dass signifikant elektrische Energie erforderlich ist, um die umlaufende Spirale 32 anzutreiben.
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Darüber hinaus sind in einem Fall des Regelns des Druck in der Gegendruck-Kammer 80 in Verbindung mit dem Druck in der Ansaug-Kammer 50, wie im Patent-Dokument 1, die Querschnittsfläche eines Ansaug-Gangs und dergleichen nicht einheitlich hinsichtlich ihrer Größe und die Temperatur des Kühlmittels erhöht sich durch den Stator 21, der in der Ansaug-Kammer 50 auf eine hohe Temperatur erhitzt wurde. Folglich kann die Gegendruck-Regelung aufgrund eines Irrtums nachteilig sein, der zwischen den gemessenen Ansaug-Kühlmittel-Druck und dem tatsächlichen Kühlmittel-Druck in der Ansaug-Kammer auftritt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Scroll-Kompressor bereitzustellen, in dem der Druck in der Gegendruck-Kammer in Zusammenhang mit dem Ablass-Kühlmittel-Druck geregelt wird, sodass eine umlaufende Spirale durch den Druck in der Gegendruck-Kammer ohne innere Leckage in einem Gesamt-Druck-Abschnitt einer Spirale gestützt wird.
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Andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung können aus der nachfolgenden Beschreibung verstanden werden, und sie werden offensichtlich in Bezug auf die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Auch ist es offensichtlich für Fachleute in diesem technischen Bereich, an die sich die vorliegenden Erfindung richtet, dass Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung durch die Einrichtung realisiert werden können, wie sie beansprucht werden, und Kombinationen daraus.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein Scroll-Kompressor ein:
ein Gehäuse, welches an einer Außenumfangsfläche davon versehen ist mit einer Ansaug-Öffnung und einer Ablass-Öffnung, die voneinander entfernt angeordnet sind, und darin gebildet ist mit einer Ansaug-Kammer und einer Ablass-Kammer;
eine fixierte Spirale, die an einer Seite innerhalb des Gehäuses installiert ist und die gebildet ist mit einem Auslass, der mit der Ablass-Kammer in Verbindung steht, wobei der Auslass durchdringend an einem Zentrum der fixierten Spirale gebildet ist;
einen Antriebs-Motor, der an der anderen Seite innerhalb des Gehäuses montiert ist und mit einer Drehachse versehen ist;
eine umlaufende Spirale, die exzentrisch an ein Seitenende der Drehachse gekoppelt ist und um die fixierte Spirale umläuft und eine Mehrzahl von Kompressions-Kammern zusammen mit der fixierten Spirale definiert;
eine Gegendruck-Kammer, die zwischen der umlaufenden Spirale und der Drehachse definiert ist und ermöglicht, dass die umlaufende Spirale in Richtung auf die fixierte Spirale gestützt ist;
einen Gegendruck-Regulierungs-Gang, der umfasst: einen ersten Gang, durch den die Ablass-Kammer mit der Gegendruck-Kammer in Verbindung steht, und einen zweiten Gang, durch den die Gegendruck-Kammer mit der Ansaug-Kammer in Verbindung steht; und
eine Druck-Regulierungs-Einheit, die auf dem Gegendruck-Regulierungs-Gang installiert ist und den Druck in der Gegendruck-Kammer in Abhängigkeit von dem Druck in der Ablass-Kammer reguliert.
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Die Druck-Regulierungs-Einheit kann ein Kontroll-Ventil einschließen, dass auf dem ersten Gang vorgesehen ist und den ersten Gang in Abhängigkeit von dem Druck in der Ablass-Kammer öffnet und schließt.
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Die Druck-Regulierungs-Einheit kann weiter eine Öffnung einschließen, die auf dem zweiten Gang vorgesehen ist.
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Die Druck-Regulierungs-Einheit kann eine Öffnung einschließen, die auf den ersten Gang vorgesehen ist, und die Druck-Regulierungs-Einheit kann weiter eine Öffnung einschließen, die auf dem zweiten Gang vorgesehen ist.
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Kühlmittel der Gegendruck-Kammer kann durch die Öffnung in die Ansaug-Kammer eingeleitet werden.
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Der erste Gang kann einen 1-1-Gang, der auf einer Seite der fixierten Spirale gebildet ist, und einen 1-2-Gang, der auf einer Seite des Gehäuse gebildet ist, sodass er mit dem 1-1-Gang in Verbindung steht, einschließen.
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Der zweite Gang kann einen 2-1-Gang, der von einem Ende der Drehachse in deren Längsrichtung gebildet ist, und einen 2-2-Gang, der von einem distalen Ende des 2-1-Gangs in einer Außenumfangsoberflächenrichtung der Drehachse gebildet ist, einschließen.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt ein Scroll-Kompressor ein:
ein Gehäuse, welches an einer Außenumfangsfläche davon versehen ist mit einer Ansaug-Öffnung und einer Ablass-Öffnung, die voneinander entfernt angeordnet sind, und darin gebildet ist mit einer Ansaug-Kammer und einer Ablass-Kammer;
eine fixierte Spirale, die an einer Seite innerhalb des Gehäuses installiert ist und die gebildet ist mit einem Auslass, der mit der Ablass-Kammer in Verbindung steht, wobei der Auslass durchdringend an einem Zentrum der fixierten Spirale gebildet ist;
einen Antriebs-Motor, der an der anderen Seite innerhalb des Gehäuses montiert ist und mit einer Drehachse versehen ist;
eine umlaufende Spirale, die exzentrisch an ein Seitenende der Drehachse gekoppelt ist und um die fixierte Spirale umläuft und eine Mehrzahl von Kompressions-Kammern zusammen mit der fixierten Spirale definiert;
eine Gegendruck-Kammer, die zwischen der umlaufenden Spirale und der Drehachse definiert ist und ermöglicht, dass die umlaufende Spirale in Richtung auf die fixierte Spirale gestützt ist; und
einen Gegendruck-Regulierungs-Gang, der einen ersten Gang umfasst, durch den die Ablass-Kammer mit der Gegendruck-Kammer in Verbindung steht, wobei der erste Gang in Form eines Öffnungs-Lochs auf einer Seite des Gehäuses gemacht ist, und einen zweiten Gang, durch den die Gegendruck-Kammer mit der Ansaug-Kammer in Verbindung steht.
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Der Scroll-Kompressor kann weiter eine Öffnung einschließen, die auf dem zweiten Gang vorgesehen ist.
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Der erste Gang kann weiter einen 1-1-Gang, der auf einer Seite der fixierten Spirale so gebildet ist, dass ein Ende des 1-1-Gangs mit der Ablass-Kammer in Verbindung steht, und einen 1-2-Gang einschließen, der so konfiguriert ist, dass ein Ende des 1-2-Gangs mit dem 1-1-Gang in Verbindung steht und das andere Ende davon mit einer Seite der Gegendruck-Kammer in Verbindung steht.
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Der zweite Gang kann einen 2-1-Gang, der von einem Ende der Drehachse in deren Längsrichtung gebildet ist, und einen 2-2-Gang einschließen, der von einem distalen Ende des 2-1-Gangs in einer Außenumfangsoberflächenrichtung der Drehachse gebildet ist.
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Es versteht sich, dass sowohl die vorangehende allgemeine als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft und erklärend sind, und es ist beabsichtigt, dass sie eine weitere Erklärung der Erfindung liefern, wie sie beansprucht wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden noch klarer verstanden von der folgenden detaillierten Beschreibung, zusammengenommen mit den beigefügten Figuren, in denen:
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1 eine Querschnitts-Ansicht ist, die einen Scroll-Kompressor gemäß dem vorhandenen Stand der Technik veranschaulicht;
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2 eine Querschnitts-Ansicht ist, die einen Scroll-Kompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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3 eine Grafik ist, die eine Beziehung zwischen dem Druck in der Gegendruck-Kammer und dem Ablass-Druck in dem Scroll-Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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4 eine Querschnitts-Ansicht ist, die einen Scroll-Kompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
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5 eine Querschnitts-Ansicht ist, die einen Scroll-Kompressor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
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6 eine Grafik ist, die ein COP-Verbesserungs-Verhältnis des Scroll-Kompressors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Beschreibung spezieller Ausführungsformen
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Nachfolgend wird ein Scroll-Kompressor gemäß beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung weiter im Einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschreiben. In der Beschreibung kann die Dicke jeder Linie oder die Größe jeder Komponente, die in den Zeichnungen veranschaulicht ist, aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung und der Klarheit überhöht bzw. überzogen werden.
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Weiter sind später zu beschreibende Begriffe, die in Betrachtung von Funktionen der vorliegenden Erfindung definiert werden, und diese können mit der Absicht oder der Praxis einer Benutzers oder eines Betreibers schwanken.
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Daher sollten solche Begriffe definiert werden auf der Basis des gesamten Inhalts, wie er im vorliegenden Text offenbart ist.
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Weiter dienen die folgenden Ausführungsformen nur dem Zweck eines Beschreibens der Komponenten, die in den beigefügten Ansprüchen ausgeführt werden. Und es ist nicht beabsichtigt, dass diese den Geist und Umfang der Erfindung beschränken. Noch spezieller sind verschiedene Variationen und Modifikationen in konkreten, Bestandteile bildenden Elementen der Ausführungsformen möglich, und es versteht sich, dass Unterschiede, die in Bezug auf Variationen und Modifikationen relevant sind, ebenfalls in den Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung fallen, wie er in den beigefügten Patentansprüchen definiert ist.
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[Ausführungsformen]
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2 ist eine Querschnitts-Ansicht, die einen Scroll-Kompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie in 2 gezeigt, schließt ein Scroll-Kompressor 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein: ein Gehäuse 200, das eine im Wesentlichen hohle, zylindrische Form aufweist; eine fixierte Spirale 300, die an einer Seite innerhalb des Gehäuses 200 installiert ist; einen Antriebs-Motor 400, der an der anderen Seite innerhalb des Gehäuses 200 installiert ist; eine umlaufende Spirale 500, die exzentrisch an ein Seiten-Ende der Drehachse 421 des Antriebs-Motors 400 gekoppelt ist und die fixierte Spirale 300 umläuft; und eine Gegendruck-Kammer 700, die zwischen der umlaufenden Spirale 500 und der Drehachse 421 definiert ist.
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In diesem Fall ist das Gehäuse 200 mit einem Gegendruck-Regulierungs-Gang 800 geformt, durch den eine Ablass-Kammer 230a, eine Gegendruck-Kammer 700 und eine Ansaug-Kammer 210a miteinander in Verbindung stehen, und eine Seite des Gegendruck-Regulierungs-Gangs 800 ist mit einer Druck-Regulierungs-Einheit 900 ausgestattet, um den Druck in der Gegendruck-Kammer 700 in Abhängigkeit von dem Druck in der Ablass-Kammer 230a zu regulieren.
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Dabei definiert das Gehäuse 200 das gesamte äußere Erscheinungsbild des Scroll-Kompressors 100 und schließt ein: ein Antriebs-Teil-Gehäuse 210, um den Antriebs-Motor 400 darin aufzunehmen; ein Haupt-Gehäuse 220, das an die Vorderseite des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 gekoppelt ist und darin versehen ist mit einem Inverter 221 zur Steuerung des Antriebs-Motors 400; und einem Überzugs-Gehäuse 230, das an die Rückseite des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 gekoppelt ist.
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Eine Seite einer äußeren Umfangs-Fläche des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 ist mit einer Ansaug-Öffnung (nicht gezeigt) ausgebildet, durch die Kühlmittel in die Ansaug-Kammer 210a eingeleitet wird, und eine Seite einer äußeren Umfangs-Fläche des Überzugs-Gehäuses 230 ist mit einer Ablass-Öffnung (nicht gezeigt) geformt, durch die Kühlmittel nach außen geleitet wird. Die Ablass-Öffnung steht in Verbindung mit der Ablass-Kammer 230a, die innerhalb des Überzugs-Gehäuses 230 definiert ist.
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In diesem Fall können das Antriebs-Teil-Gehäuse 210, das Haupt-Gehäuse 220 und das Überzugs-Gehäuse 230 in verschiedenen Formen modifiziert werden, und das Gehäuse 200 kann auch als Ganzes in verschiedenen Konfigurationen geformt werden. Beispielsweise kann das Antriebs-Teil-Gehäuse 210 als zwei Teile ausgebildet werden, wie beispielsweise als vorderes Gehäuse 211 und als hinteres Gehäuse 212, die aneinander so gekoppelt werden, dass sie einander gegenüberliegen, wie das in 2 gezeigt ist. Außerdem können das vordere und das hintere Gehäuse 211 und 212 einstückig miteinander gebildet werden, oder das Antriebs-Teil-Gehäuse 210 und das Haupt-Gehäuse 220 oder das Antriebs-Teil-Gehäuse 210 und das Überzugs-Gehäuse 230 können auch einstückig miteinander gebildet werden.
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Das Antriebs-Teil-Gehäuse 210 ist darin mit einem Raum-Teil gebildet, der die Ansaug-Kammer 210a definiert, und der Antriebs-Motor 400 ist in dem Raum-Teil montiert.
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Der Antriebs-Motor 400 schließt einen Stator 410 und einen Rotor 420 ein. In diesem Fall hat der Stator 410 eine zylindrische Form, die in ihrem Zentrum durchbrochen ist. Der Stator 410 schließt einen Stator-Kern 411, der fest an einer inneren Umfangs-Fläche des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 durch Druck-Einpassen oder dergleichen montiert ist, und ein Spulen-Bündel 412 ein, das um den Stator-Kern 411 gewickelt ist.
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Der Rotor 420 ist koaxial innerhalb des Stators 410 moniert und wird so drehend angetrieben. Der Rotor 420 kann eine Drehachse 421 einschließen, die drehbar in ein zentrales Durchgangs-Loch des Stator-Kerns 411 eingesetzt ist und so längs entlang dessen zentraler Achse angeordnet ist, und ein Permanent-Magnet 422 ist auf einer Außenumfangs-Fläche der Drehachse 421 befestigt.
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Dementsprechend wird dann, wenn ein elektrischer Strom in den Spulen 412 strömt, die um den Stator-Kern 411 gewickelt sind, ein magnetisches Feld in dem Stator-Kern 411 erzeugt, und die Drehachse 421 wird drehbar durch eine Wechselwirkung zwischen dem Stator 410 und dem Permanent-Magneten 422 gemäß dem Antriebs-Prinzip des Motors angetrieben.
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In diesem Fall ist die Unterseite des vorderen Gehäuses 211 vorstehend mit einem ersten Lager-Unterbringungs-Teil 214 ausgebildet, in dem ein erstes Lager 213 fest installiert ist, und die Unterseite des rückwärtigen Gehäuses 212 ist vorstehend mit einem zweiten Lager-Unterbringungs-Teil 216 ausgebildet, in dem ein zweites Lager 215 fest installiert ist. Die Drehachse 421 des Antriebs-Motors 400 ist drehbar an einem vorderen Ende davon durch das erste Lager 213 gestützt, während sie drehbar an einem hinteren Ende davon von dem zweiten Lager 215 gestützt ist.
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Indessen ist – obwohl dies nicht gezeigt ist – eine Seite der äußeren Umfangs-Fläche des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 mit der Ansaug-Öffnung zum Einleiten von Kühlmittel ausgebildet. In die Ansaug-Kammer 210a in dem Antriebs-Teil-Gehäuse 210 durch die Ansaug-Öffnung eingeleitetes Kühlmittel wird auf hohem Druck in Kompressions-Kammern 600 komprimiert, die später zu beschreiben sind, und wird in die Ablass-Kammer 230a abgeleitet. Das Kühlmittel wird dann nach außen geleitet durch die Ablass-Öffnung, die von der Ansaug-Öffnung beabstandet ist.
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Das Haupt-Gehäuse 220 ist an die Vorderseite des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 gekoppelt und ist darin versehen mit dem Inverter 221 zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom. Der Inverter 221 steuert die Umdrehungs-Geschwindigkeit des Antriebs-Motors 400, um so einheitlich das Innere eines Fahrzeugs bei einer gewünschten Temperatur zu halten, indem er die Kompressions-Menge an Kühlmittel steuert.
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Die Rückseite des Antriebs-Teil-Gehäuses 210 ist mit dem Überzugs-Gehäuse 230 gekoppelt, das auf einer Seite der äußeren Umfangs-Fläche davon mit der Ablass-Öffnung versehen ist. Die fixierte Spirale 300 und die umlaufende Spirale 500 sind innerhalb des Überzugs-Gehäuses 230 montiert, sodass sie einander gegenüber angeordnet sind.
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Die fixierte Spirale 300 schließt eine fixierte einzelne Platte 310, die die Form einer Scheibe aufweist, und eine fixierte Umhüllung 320 ein, die vorstehend in einer spiralen Form so gebildet ist, dass sie von einer Oberfläche der fixierten einzelnen Platte 310 in Richtung auf deren Zentrum konvergent verläuft. Weiter schließt die umlaufende Spirale 500 eine umlaufende einzelne Platte 510, die die Form einer Scheibe hat, und eine umlaufende Umhüllung 520 ein, die vorstehend in Spiralform unter Konvergieren von einer Oberfläche der umlaufenden einzelnen Platte 510 in Richtung auf deren Zentrum gebildet ist.
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In diesem Fall ist die fixierte Spirale 300 fest an einer Seite innerhalb des Überzugs-Gehäuses 230 installiert, und die umlaufende Spirale 500 ist an der anderen Seite innerhalb des Überzugs-Gehäuses 230 installiert, sodass sie der fixierten Spirale 300 gegenüberliegt. Die umlaufende Spirale 500 ist exzentrisch an ein Seitenende der Drehachse 421 über eine exzentrische Buchse 423 gekoppelt und läuft um die fixierte Spirale 230 während der Rotation der Drehachse 421 um.
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Während des Umlaufens der umlaufenden Spirale 500 um die fixierte Spirale 300 kommen die fixierte Umhüllung 320 und die umlaufende Umhüllung 520 an zahlreichen Punkten in Kontakt miteinander. In diesem Fall ist der Raum zwischen der fixierten Umhüllung 320 und der umlaufenden Umhüllung 520 in eine Vielzahl von Kompressions-Kammern 600 unterteilt. Dies bedeutet, dass die fixierte Spirale 300 und die umlaufende Spirale 500 passend zueinander sind, wenn die umlaufende Spirale 500 umläuft. Folglich wird Kühlmittel, das in die äußeren Umfangs-Teile der fixierten Umhüllung 320 und der umlaufenden Umhüllung 520 eingeleitet wird, komprimiert, während es gerichtet ist auf die zentralen Teile davon, und zwar aufgrund der relativen Umdrehung der fixierten Umhüllung 320 und der umlaufenden Umhüllung 520, und wird dann in die Ablass-Kammer 230a in dem Überzugs-Gehäuse 230 durch einen Auslass 311 abgelassen, der durchdringend im Zentrum der fixierten Spirale 300 gebildet ist.
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Anschließend wird das in die Ablass-Kammer 230a abgelassene Kühlmittel durch die Ablass-Öffnung nach außen geleitet.
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Indessen ist die Gegendruck-Kammer 700 in einer Seite des Hohlraums des rückwärtigen Gehäuses 212 gebildet. Die Gegendruck-Kammer 700 wird gebildet auf der rückwärtigen Fläche der umlaufenden Spirale 500, also zwischen einer Oberfläche der umlaufenden einzelnen Platte 510, die der Rotationsachse 421 gegenüberliegt, und einem Seitenende der Rotationsachse 421.
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Weiter im Einzelnen wird die Gegendruck-Kammer 700 über einen Kupplungs-Teil der exzentrischen Buchse 423 zu der umlaufenden einzelnen Platte 510 und einem Rotations-Raum der exzentrischen Buchse 423 gebildet. Die umlaufende Spirale 500 wird in Richtung auf die fixierte Spirale 300 durch den Druck des Kühlmittels gedrückt, das in die Gegendruck-Kammer 700 eingeleitet wurde.
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In diesem Fall wird in dem Scroll-Kompressor 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 reguliert in Verbindung mit dem Druck in der Ablass-Kammer 230a.
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Diesbezüglich wird das Gehäuse 200 darin mit dem Gegendruck-Regulierungs-Gang 800 ausgebildet, der einen ersten Gang 810, durch den die Ablass-Kammer 230a mit der Gegendruck-Kammer 700 in Verbindung steht, und einen zweiten Gang 820 einschließt, durch den die Gegendruck-Kammer 700 mit der Ansaug-Kammer 210a in Verbindung steht.
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Weiter ist die Druck-Regulierungs-Einheit 900 auf einer Seite des Gegendruck-Regulierungs-Gangs 800 installiert. Die Druck-Regulierungs-Einheit 900 schließt ein: ein Kontroll-Ventil 910, das auf einer Seite des ersten Gangs 810 installiert ist, und eine Öffnung 920, die auf einer Seite des zweiten Gangs 820 installiert ist.
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Dabei schließt der erste Gang 810 einen 1-1-Gang 811 ein, der durch das Innere einer Seite der fixierten Spirale 300 hindurchgeht, sodass ein Ende des 1-1-Gangs 811 in Verbindung mit der Ablass-Kammer 230a steht, und einen 1-2-Gang 812 ein, der an einer Seite innerhalb des rückwärtigen Gehäuses 212 gebogen ist, sodass ein Ende des 1-2-Gangs 812 in Verbindung steht mit dem 1-1-Gang 811, und das andere Ende davon steht in Verbindung mit einer Seite der Gegendruck-Kammer 700.
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In diesem Fall ist das Kontroll-Ventil 910 auf einer Seite des ersten Gangs 810 installiert. Obwohl 2 ein Beispiel des Installierens des Kontroll-Ventils 910 auf einer Seite des 1-1-Gangs 811 veranschaulicht, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann das Kontroll-Ventil 910 auch auf einer Seite des 1-2-Gangs 812 installiert sein, wenn dies nötig ist.
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Der erste Gang 810 wird öffenbar und schließbar von dem Kontroll-Ventil 910 betrieben, das an dem ersten Gang 810 installiert ist. Mit anderen Worten: Wenn die Druck-Differenz zwischen der Ablass-Kammer 230a und der Gegendruck-Kammer 700 größer ist als eine voreingestellte Druck-Differenz des Kontroll-Ventils 910, wird das Kontroll-Ventil geöffnet, sodass Kühlmittel der Ablass-Kammer 230a in die Gegendruck-Kammer 700 eingeleitet wird.
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Anschließend steigt der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 an, während das Kühlmittel der Ablass-Kammer 230 kontinuierlich durch den ersten Gang 810 in die Gegendruck-Kammer 700 eingeleitet wird. Wenn die Druck-Differenz zwischen der Ablass-Kammer 230a und der Gegendruck-Kammer 700 kleiner ist als die voreingestellte Druck-Differenz des Kontroll-Ventils 910 bei einem Anstieg des Drucks in der Gegendruck-Kammer 700, wird das Kontroll-Ventil 910 wieder geschlossen, sodass Kühlmittel daran gehindert wird, von der Ablass-Kammer 230 zu der Gegendruck-Kammer 700 zu strömen.
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Der zweite Gang 820 schließt einen 2-1-Gang 821 ein, der sich im Innern von einem Seitenende der Drehachse 421 in deren Längsrichtung erstreckt, sodass ein Ende des 2-1-Gangs 821 in Verbindung mit der Gegendruck-Kammer 700 steht, und schließt einen 2-2-Gang 822 ein, von dem ein Ende in Verbindung mit dem anderen Ende des 2-1-Gangs 821 steht, während das andere Endes des 2-2-Gangs 822 sich in der Richtung einer äußeren Umfangs-Fläche der Drehachse 421 erstreckt und mit einem Ende der Ansaug-Kammer 210a in Verbindung steht.
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Die Öffnung 920 ist auf dem zweiten Gang 820 installiert, und Kühlmittel, das durch die Öffnung 920 strömt, wird in die Ansaug-Kammer 210a eingeleitet, und in diesem Fall sollte der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 bei einem Grad des Pressens der umlaufenden Spirale 500 auf die fixierte Spirale 300 gehalten werden. Dementsprechend hat die Öffnung 920 vorzugsweise eine hohe Fluid-Volumen-Resistivität, sodass die Menge an Kühlmittel, das an die Ansaug-Kammer 210a abgelassen wurde, kleiner ist als die Menge an Kühlmittel, das in die Gegendruck-Kammer 700 eingeleitet wurde.
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3 ist eine Grafik, die eine Beziehung zwischen dem Druck in der Gegendruck-Kammer und dem Ablass-Druck in einem Scroll-Kompressor gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In diesem Fall gibt die durchgezogene Linie eine Änderung des Ablass-Drucks mit der Zeit an, und die Linie aus abwechselndem langen und zwei kurzen Linien gibt eine Änderung des Ansaug-Drucks mit der Zeit an.
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In 3 zeigt eine herkömmliche Änderung des Drucks in der Gegendruck-Kammer, die durch die Linie aus abwechselnden langen und zwei kurzen Linien angegeben ist, eine Form, die einer Änderung des Ansaug-Drucks folgt, die durch die Linie mit den abwechselnden langen und zwei kurzen Linien den Ablauf der Zeit angegeben ist. Mit anderen Worten: In einem herkömmlichen Kompressor wird der Druck in der Gegendruck-Kammer eingestellt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf der Basis des Ansaug-Drucks.
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Andererseits zeigt in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie dies in der gepunkteten Linie in 3 angezeigt ist, die Änderung des Drucks in der Gegendruck-Kammer 700 eine Form, die der Änderung des Ablauf-Drucks (durchgezogene Linie) mit Ablauf der Zeit folgt. Mit anderen Worten: Der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 wird eingestellt innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf der Basis des Drucks in der Ablass-Kammer 230a durch das Kontroll-Ventil 910, das auf dem ersten Gang 810 installiert ist.
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4 ist eine Querschnitts-Ansicht, die einen Scroll-Kompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Die zweite Ausführungsform, die in 4 gezeigt ist, hat Konfigurationen, die ähnlich der ersten Ausführungsform sind, die oben in Bezug auf 2 beschrieben wurde, unterscheidet sich jedoch von der ersten Ausführungsform dahingehend, dass eine Öffnung 910‘ auf einer Seite des ersten Gangs 811 anstelle des Kontroll-Ventils 910 der ersten Ausführungsform installiert ist. So sind dieselben funktionellen Konfigurationen wie diejenigen der oben beschriebenen ersten Ausführungsform durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und es wird davon keine Beschreibung angegeben.
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Eine Druck-Regulierungs-Einheit 900‘ gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließt die Öffnung 910‘ ein, die auf einer Seite des ersten Gangs 811 installiert ist.
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Die Öffnung 910‘ kann auf einer Seite des 1-1-Gangs 811 oder des 1-2-Gangs 812 installiert sein. Die Öffnung 910‘ dient als Fluid-Widerstand in Bezug auf den Strom von Kühlmittel und regelt dadurch die Menge an Kühlmittel, das von der Ablass-Kammer 230a zu der Gegendruck-Kammer 700 geleitet wird, sodass der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 in Antwort auf den Druck in der Ablass-Kammer 230a reguliert wird.
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Wenn eine derartige Öffnung 910‘ verwendet wird, kann es möglich sein, Kosten im Vergleich zu der Verwendung des Kontroll-Ventils 910 zu reduzieren. Da der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 immer höher ist als der Druck in der Ansaug-Kammer 210a, kann es möglich sein, weiter die Leistung des Kompressors durch das Verhindern einer inneren Leckage zu erhöhen.
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5 ist eine Querschnitts-Ansicht, die einen Scroll-Kompressor gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Die in 5 gezeigte dritte Ausführungsform hat Konfigurationen, die ähnlich denjenigen der zweiten Ausführungsform sind, die oben unter Bezugnahme auf 4 beschrieben wurden, unterscheidet sich jedoch von der zweiten Ausführungsform dahingehend, dass ein erster Gang 810‘ in der Form eines Öffnungs-Lochs gebildet ist, statt die Öffnung 910‘ der zweiten Ausführungsform zu installieren. So sind dieselben funktionellen Konfigurationen wie diejenigen der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform durch die gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet, und es wird von diesen keine Beschreibung gegeben.
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In Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der erste Gang 810 in der Form eines Öffnungs-Lochs ausgebildet. Mit anderen Worten: Der erste Gang 810 selbst funktioniert als Öffnung dadurch, dass er den Durchmesser des ersten Gangs 810 anpasst, statt die separate Öffnung 910‘ wie in der zweiten Ausführungsform zu installieren. In diesem Fall kann es möglich sein, eine Reduktion des Zusammenbauprozesses entsprechend der Reduktion der Zahl der Teile zu erreichen und dadurch Reduktionen der Herstellungskosten und der Herstellungszeit zu erreichen, verglichen mit der oben genannten zweiten Ausführungsform.
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In diesem Fall kann nur ein 1-1-Gang 811‘ in Form eines Öffnungs-Lochs auf einer Seite der fixierten Spirale 300 gemacht werden, kann nur ein 1-2-Gang 812‘ in Form eines Öffnungs-Lochs auf einer Seite des Gehäuses 200 gemacht werden, oder können sowohl der 1-1-Gang 811‘ als auch der 1-2-Gang 812 in Form eines Öffnungs-Lochs hergestellt werden. Darüber hinaus kann auch jeder beliebige Teil jedes Abschnitts des 1-1-Gangs 811‘ und des 1-2-Gangs 812‘ in Form eines Öffnungs-Lochs gebildet werden.
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6 ist eine Grafik, die das Leistungskoeffizienten-Verbesserungs-Verhältnis (coefficient of performence (COP) improvement ratio) des Scroll-Kompressors gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
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Wie oben beschreiben, wird der Druck in der Gegendruck-Kammer 700 in Verbindung mit dem Druck in der Ablass-Kammer 230a eingestellt. Dementsprechend kann in Übereinstimmung mit dem Scroll-Kompressor 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die umlaufende Spirale 500 gestützt werden durch den Druck in der Gegendruck-Kammer 700, und zwar ohne einen Leistungsverlust oder eine innere Leckage in dem Gesamt-Druck-Abschnitt der Spirale, sodass dadurch ermöglicht wird, dass die Effizienz des Kompressors erhöht wird.
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6 ist eine Grafik, die eine Verbesserung des Leistungskoeffizienten (COP) veranschaulicht, und sie zeigt eine Änderung des Gegendrucks entsprechend dem Ablass-Druck in einem Fall, auf dem ein aktiver Gegendruck gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird (aktiver BP) oder in einem Fall, wenn dies nicht der Fall ist (Basis, der herkömmliche Scroll-Kompressor, der in 1 gezeigt ist). Wie in % in der Grafik angezeigt ist, kann in einem Fall, auf den der aktive Gegendruck angewendet wird, gesehen werden, dass der Leistungskoeffizient (COP) um 1,9 % auf 5,7 % verbessert ist, verglichen mit dem Fall, in dem dies nicht der Fall ist.
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Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deswegen, weil die Ablass-Kammer mit einer Gegendruck-Kammer in Verbindung steht und der Druck in der Gegendruck-Kammer in Verbindung mit dem Druck in der Ablass-Kammer durch eine Druck-Regulierungs-Einheit oder ein Öffnungs-Loch eingestellt wird, eine umlaufende Spirale durch den Druck in der Gegendruck-Kammer gestützt werden, ohne dass ein Leistungsverlust oder eine innere Leckage in einem Gesamt-Druck-Abschnitt einer Spirale auftritt. Dadurch wird es ermöglicht, dass die Effizienz eines Kompressors erhöht wird.
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Zwar wurde die vorliegende Erfindung beschrieben in Bezug auf spezielle Ausführungsformen. Fachleuten in diesem technischen Bereich wird es jedoch offenbar sein, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Geiste und von der Erfindung abzuweichen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
