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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Scrollverdichter und insbesondere einen Scrollverdichter für Kältetechnik.
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Hintergrund der Erfindung
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Ein Scrollverdichter kann bekanntermaßen Folgendes umfassen:
- – einen geschlossenen Behälter,
- – eine Verdichtungseinheit, die in dem geschlossenen Behälter angeordnet ist und mindestens Folgendes umfasst:
- – eine erste feststehende Spirale, die eine erste feststehende Grundplatte und eine erste feststehende Spiralwicklung enthält, wobei die erste feststehende Grundplatte einen Aufnahmehohlraum enthält,
- – eine orbitierende Spiralenanordnung, die eine erste orbitierende Spiralwicklung enthält, wobei die erste feststehende Spiralwicklung und die erste orbitierende Spiralwicklung mehrere Verdichtungskammern bilden,
- – mindestens eine Oldham-Kupplung, die in dem Aufnahmehohlraum aufgenommen ist und dazu konfiguriert ist, eine Drehung der orbitierenden Spiralenanordnung bezüglich der feststehenden Spirale zu verhindern, wobei die Oldham-Kupplung insbesondere ein Paar Eingriffselemente enthält, die jeweils mit einem Paar an der ersten feststehenden Spirale vorgesehener komplementärer Eingriffselemente in Gleiteingriff stehen,
- – eine Antriebswelle, die zum Antrieb der orbitierenden Spiralenanordnung in einer Orbitalbewegung ausgeführt ist, und
- – einen Kältemittelsaugteil, der zur Versorgung der Verdichtungseinheit mit einem zu verdichteten Kältemittelstrom geeignet ist.
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Solch eine Konfiguration des Scrollverdichters und insbesondere die Position der Oldham-Kupplung in dem Aufnahmehohlraum kann zu einer nicht ordnungsgemäßen Schmierung der Oldham-Kupplung und insbesondere ihrer Eingriffselemente führen. Aufgrund der Position der Oldham-Kupplung kann letztere stattdessen durch die in dem Kältemittelstrom enthaltenen Öltropfen nicht optimal geschmiert werden.
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Zur Optimierung der Schmierung der Oldham-Kupplung kann deshalb ein Scrollverdichter ferner ein eigens vorgesehenes Ölschmiersystem enthalten, das dazu konfiguriert ist, die Oldham-Kupplung zumindest teilweise zu schmieren.
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Unabhängig von der Konfiguration des Scrollverdichters wird mindestens ein Teil des Schmieröls in dem Aufnahmehohlraum aufgefangen, was aufgrund einer zu großen Ölmenge im Laufe der Zeit zu einer Erhöhung der Reibung zwischen der Oldham-Kupplung und dem Schmieröl führen kann. Solch eine Ölansammlung im Aufnahmehohlraum kann somit den Wirkungsgrad der Verdichtungseinheit und somit des Scrollverdichters beeinträchtigen.
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Kurzfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Scrollverdichters, der die bei herkömmlichen Scrollverdichtern angetroffenen Nachteile überwinden kann.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Scrollverdichters, der im Vergleich zu den herkömmlichen Scrollverdichtern einen verbesserten Wirkungsgrad hat.
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Gemäß der Erfindung enthält solch ein Scrollverdichter mindestens Folgendes:
- – eine Verdichtungseinheit, die Folgendes enthält:
- – eine erste feststehende Spirale, die eine erste feststehende Grundplatte und eine erste feststehende Spiralwicklung umfasst, wobei die erste feststehende Grundplatte einen Aufnahmehohlraum enthält,
- – eine orbitierende Spiralenanordnung, die eine erste orbitierende Spiralwicklung enthält, wobei die erste feststehende Spiralwicklung und die erste orbitierende Spiralwicklung mehrere erste Verdichtungskammern bilden,
- – einen Kältemittelsaugteil, der zur Versorgung der Verdichtungseinheit mit einem Kältemittelstrom geeignet ist,
- – eine erste Antirotationsvorrichtung, die in dem Aufnahmehohlraum positioniert ist und dazu konfiguriert ist, eine Drehung der orbitierenden Spiralenanordnung bezüglich der ersten feststehenden Spirale zu verhindern, und
- – eine Ölablassvorrichtung, die einen Ölablasskanal enthält, wobei der Ölablasskanal einen Öleinlass, der fluidisch mit dem Aufnahmehohlraum verbunden ist, und mindestens einen Ölablassauslass, der in einem Kältemittelstrompfad und bezüglich einer Kältemittelstromrichtung stromaufwärts der ersten Verdichtungskammern positioniert ist, enthält, wobei der mindestens eine Ölablassauslass dazu konfiguriert ist, den Kältemittelstrom mit Öl aus dem Aufnahmehohlraum zu versorgen.
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Solch eine Konfiguration der Ölablassvorrichtung gewährleistet insbesondere aufgrund der dynamischen Wirkung des Kältemittelstroms an dem mindestens einen Ölablassauslass ein Ansaugen von Öl aus dem Aufnahmehohlraum und durch den Ölablasskanal und somit die Versorgung des Kältemittelstroms mit Öltropfen. Deshalb wird mindestens ein Teil des in dem Aufnahmehohlraum enthaltenen Öls mittels der Ölablassvorrichtung aus dem Aufnahmehohlraum abgelassen. Dieser Ölablass reduziert die Reibung zwischen dem in dem Aufnahmehohlraum enthaltenen Öl und der ersten Antirotationsvorrichtung, wodurch der Wirkungsgrad des Verdichters erhöht wird.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Aufnahmehohlraum einen Ölauffangabschnitt, der zum Auffangen mindestens eines Teils des in dem Aufnahmehohlraum enthaltenen Öls konfiguriert ist, wobei der Öleinlass fluidisch mit dem Ölauffangabschnitt verbunden ist. Vorteilhafterweise mündet der Öleinlass in dem Ölauffangabschnitt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Ölauffangabschnitt den tiefsten Punkt des Aufnahmehohlraums.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Ölablassvorrichtung einen an der ersten feststehenden Grundplatte befestigten Befestigungsteil.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Ölablassvorrichtung einen mit dem mindestens einen Ölablassauslass versehenen Ablassteil, wobei der Ablassteil in dem Kältemittelsaugteil positioniert ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Ölablassvorrichtung einen Verbindungsteil, der sich durch eine am Kältemittelsaugteil vorgesehene Kerbe erstreckt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind der Befestigungsteil und der Ablassteil durch den Verbindungsteil verbunden.
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Die Kerbe kann zum Beispiel an einem Endabschnitt des Kältemittelsaugteils, der zu den ersten Verdichtungskammern ausgerichtet ist, vorgesehen sein.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kerbe dazu konfiguriert, während mindestens eines Teils der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiralenanordnung einen Abschnitt einer orbitierenden Grundplatte der orbitierenden Spiralenanordnung aufzunehmen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der Kältemittelsaugteil durch ein Kältemittelsaugelement gebildet, das abdichtend mit der Verdichtungseinheit verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Verdichtungseinheit ferner eine zweite feststehende Spirale, die eine zweite feststehende Grundplatte und eine zweite feststehende Spiralwicklung enthält, wobei die erste und die zweite feststehende Spirale ein Innenvolumen definieren, wobei die orbitierende Spiralenanordnung in dem Innenvolumen angeordnet ist und ferner eine zweite orbitierende Spiralwicklung enthält, wobei die zweite feststehende Spiralwicklung und die zweite orbitierende Spiralwicklung mehrere zweite Verdichtungskammern bilden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die erste feststehende Spirale ferner einen ersten feststehenden Führungsabschnitt, der sich von einem äußeren Endabschnitt der ersten feststehenden Spiralwicklung erstreckt, wobei der erste feststehende Führungsabschnitt einen ersten Kältemitteleinlasskanal teilweise begrenzt, wobei der Kältemittelsaugteil dazu konfiguriert ist, mindestens einen Teil des Kältemittelstroms zu dem ersten Kältemitteleinlasskanal zu leiten.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die zweite feststehende Spirale ferner einen ersten zweiten feststehenden Führungsabschnitt, der sich von einem äußeren Endabschnitt der zweiten feststehenden Spiralwicklung erstreckt, wobei der zweite feststehende Führungsabschnitt einen zweiten Kältemitteleinlasskanal teilweise begrenzt, wobei der Kältemittelsaugteil dazu konfiguriert ist, mindestens einen Teil des Kältemittelstroms zu dem zweiten Kältemitteleinlasskanal zu leiten
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung definiert die erste feststehende Spiralwicklung einen spiralförmigen Pfad, der fluidisch mit dem ersten Kältemitteleinlasskanal verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung definiert die zweite feststehende Spiralwicklung einen zweiten spiralförmigen Pfad, der fluidisch mit dem zweiten Kältemitteleinlasskanal verbunden ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nimmt die Breite des ersten Kältemitteleinlasskanals in Kältemittelstromrichtung ab.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung nimmt die Breite des zweiten Kältemitteleinlasskanals in Kältemittelstromrichtung ab.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Kältemittelversorgungsöffnung einen oberen Bereich auf, der zu dem ersten Kältemitteleinlasskanal weist und beispielsweise darin mündet, und einen unteren Bereich, der zu dem zweiten Kältemitteleinlasskanal weist und beispielsweise darin mündet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der erste Kältemitteleinlasskanal durch den ersten feststehenden Führungsabschnitt, die erste feststehende Grundplatte und die orbitierende Grundplatte der orbitierenden Spiralenanordnung begrenzt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird der zweite Kältemitteleinlasskanal durch den zweiten feststehenden Führungsabschnitt, die zweite feststehende Grundplatte und die orbitierende Grundplatte der orbitierenden Spiralenanordnung begrenzt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind der erste und der zweite Kältemitteleinlasskanal übereinander positioniert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Scrollverdichter ferner eine Kältemittelablenkvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen ersten Teil des Kältemittelstroms zu den ersten Verdichtungskammern abzulenken und einen zweiten Teil des Kältemittelstroms zu den zweiten Verdichtungskammern abzulenken.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kältemittelablenkvorrichtung dazu konfiguriert, den ersten Teil des Kältemittelstroms zu dem ersten Kältemitteleinlasskanal abzulenken und den zweiten Teil des Kältemittelstroms zu dem zweiten Kältemitteleinlasskanal abzulenken.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der mindestens eine Ölablassauslass bezüglich der Kältemittelstromrichtung stromabwärts eines Nasenabschnitts der Kältemittelablenkvorrichtung positioniert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Ölablasskanal mindestens Folgendes:
- – einen ersten Ölablassauslass, der bezüglich der Kältemittelstromrichtung stromaufwärts der ersten Verdichtungskammern positioniert ist und dazu konfiguriert ist, den ersten Teil des Kältemittelstroms mit Öl aus dem Aufnahmehohlraum zu versorgen, und
- – einen zweiten Ölablassauslass, der bezüglich der Kältemittelstromrichtung stromaufwärts der zweiten Verdichtungskammern positioniert ist und dazu konfiguriert ist, den zweiten Teil des Kältemittelstroms mit Öl aus dem Aufnahmehohlraum zu versorgen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Kältemittelablenkvorrichtung eine erste Ablenkfläche, die dazu konfiguriert ist, den ersten Teil des Kältemittelstroms zu den ersten Verdichtungskammern abzulenken, und eine zweite Ablenkfläche, die dazu konfiguriert ist, den zweiten Teil des Kältemittelstroms zu den zweiten Verdichtungskammern abzulenken, wobei die Ölablassvorrichtung so konfiguriert ist, dass der erste Ölablassauslass bezüglich der ersten Ablenkfläche nach außen hin versetzt ist und der zweite Ölablassauslass bezüglich der zweiten Ablenkfläche nach außen hin versetzt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Kältemittelablenkvorrichtung integral mit der Ölablassvorrichtung. Vorteilhafterweise ist die Kältemittelablenkvorrichtung einstückig mit der Ölablassvorrichtung ausgebildet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ragen der erste und der zweite Ölablassauslass von der ersten bzw. zweiten Ablenkfläche vor.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Ölablenkvorrichtung im Kältemittelsaugteil positioniert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die erste Antirotationsvorrichtung mindestens ein erstes Paar Eingriffselemente, die jeweils mit einem Paar an der ersten feststehenden Grundplatte vorgesehener komplementärer Eingriffselemente in Gleiteingriff stehen, wobei die komplementären Eingriffselemente einen unteren Abschnitt des Aufnahmehohlraums in zwei untere Teile unterteilen, wobei die erste feststehende Grundplatte ferner einen Verbindungskanal enthält, der die beiden unteren Teile des Aufnahmehohlraums fluidisch verbindet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Verbindungskanal fluidisch mit dem Ölauffangabschnitt verbunden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der ersten Antirotationsvorrichtung um eine Oldham-Kupplung.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält der Scrollverdichter ferner eine zweite Antirotationsvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Drehung der orbitierenden Spiralenanordnung bezüglich der zweiten feststehenden Spirale zu verhindern. Bei der zweiten Antirotationsvorrichtung kann es sich zum Beispiel um eine Oldham-Kupplung handeln.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die erste und die zweite Antirotationsvorrichtung im Innenvolumen positioniert.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Aufnahmehohlraum im Wesentlichen ringförmig.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die erste feststehende Spirale unter der zweiten feststehenden Spirale angeordnet.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Aufnahmehohlraum nach oben hin offen.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Aufnahmehohlraum an einer Fläche der ersten feststehenden Grundplatte vorgesehen, die zu der orbitierenden Spiralenanordnung ausgerichtet ist.
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Diese und andere Vorteile werden bei Lektüre der folgenden Beschreibung angesichts der ihr beigefügten Zeichnung, die als nicht einschränkendes Beispiel eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scrollverdichters zeigt, ersichtlich.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die folgende detaillierte Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung wird besser verständlich, wenn sie in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen gelesen wird, wobei jedoch auf der Hand liegt, dass die Erfindung nicht auf die spezielle offenbarte Ausführungsform beschränkt ist.
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1 ist eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Scrollverdichters.
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2 ist eine perspektivische Ansicht einer unteren feststehenden Spirale, einer Ölablassvorrichtung und eines Kältemittelsaugrohrs des Scrollverdichters von 1.
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3 ist eine Längsschnittansicht, als Perspektive, der unteren feststehenden Spirale, der Ölablassvorrichtung und des Kältemittelsaugrohrs von 2.
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4 ist eine Längsschnittansicht der unteren feststehenden Spirale von 2.
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5 ist eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer unteren feststehenden Spirale und eines Kältemittelsaugrohrs des Scrollverdichters von 1.
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6 ist eine Teillängsschnittansicht des Scrollverdichters von 1.
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7 und 8 sind perspektivische Ansichten der Ölablassvorrichtung.
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9 ist eine Längsschnittansicht, als Perspektive, der Ölablassvorrichtung.
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10 und 11 sind auseinandergezogene perspektivische Ansichten von zwei Oldham-Kupplungen und von einer orbitierenden Spiralenanordnung des Scrollverdichters von 1.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt einen vertikalen Scrollverdichter 1, der einen ein Hochdruckablassvolumen definierenden geschlossenen Behälter 2 und eine in dem geschlossenen Behälter 2 angeordnete Verdichtungseinheit 3 enthält.
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Die Verdichtungseinheit 3 enthält eine untere und eine obere feststehende Spirale 4, 5, die ein ringförmiges Innenvolumen 6 definieren, und eine in dem Innenvolumen 6 angeordnete orbitierende Spiralenanordnung 7. Die untere und die obere feststehende Spirale 4, 5 sind unter bzw. über der orbitierenden Spiralenanordnung 7 positioniert. Insbesondere sind die untere und die obere feststehende Spirale 4, 5 bezüglich des geschlossenen Behälters 2 festgelegt. Die obere feststehende Spirale 5 kann zum Beispiel an der unteren feststehenden Spirale 4 fixiert sein.
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Wie insbesondere in den 1, 10 und 11 gezeigt, enthält die untere feststehende Spirale 4 eine Grundplatte 8 und eine Spiralwicklung 9, die von der Grundplatte 8 zu der oberen feststehenden Spirale 5 ragt, und die obere feststehende Spirale 5 enthält eine Grundplatte 11 und eine Spiralwicklung 12, die von der Grundplatte 11 zu der unteren feststehenden Spirale 4 ragt.
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Die orbitierende Spiralenanordnung 7 enthält eine Grundplatte 13, eine von einer ersten Fläche der Grundplatte 13 zu der unteren feststehenden Spirale 4 ragende Spiralwicklung 14 und eine von einer zweiten Fläche der Grundplatte 13 zu der oberen feststehenden Spirale 5 ragende Spiralwicklung 15, wobei die zweite Fläche der ersten Fläche so gegenüberliegt, dass die Spiralwicklungen 14, 15 in entgegengesetzte Richtungen ragen.
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Die Spiralwicklung 14 der orbitierenden Spiralenanordnung 7 kämmt mit der Spiralwicklung 9 der unteren feststehenden Spirale 4 zur Bildung mehrerer Verdichtungskammern 16 dazwischen, und die Spiralwicklung 15 der orbitierenden Spiralenanordnung 7 kämmt mit der Spiralwicklung 12 der oberen feststehenden Spirale 5 zur Bildung mehrerer Verdichtungskammern 17 dazwischen. Jede der Verdichtungskammern 16, 17 weist ein variables Volumen auf, dass von außen nach innen abnimmt, wenn die orbitierende Spiralenanordnung 7 zum Orbitieren bezüglich der unteren und oberen feststehenden Spirale 4, 5 angetrieben wird.
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Wie in den 5, 10 und 11 besser gezeigt, enthält die untere feststehende Spirale 4 ferner einen feststehenden Führungsabschnitt 18, der sich von dem äußeren Endabschnitt der Spiralwicklung 9 erstreckt, und die obere feststehende Spirale 5 enthält ferner einen feststehenden Führungsabschnitt 19, der sich von dem äußeren Endabschnitt der Spiralwicklung 12 erstreckt.
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Die Grundplatte 8, die Spiralwicklung 9, der feststehende Führungsabschnitt 18 und die Grundplatte 13 begrenzen einen ersten Kältemitteleinlasskanal P1, und die Spiralwicklung 12, der feststehende Führungsabschnitt 19 und die Grundplatte 13 begrenzen einen zweiten Kältemitteleinlasskanal P2.
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Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform enthält die orbitierende Spiralenanordnung 7 ferner einen orbitierenden Führungsabschnitt 21, der von der ersten Fläche der Grundplatte 13 ragt und sich tangential von dem äußeren Endabschnitt der Spiralwicklung 14 erstreckt, und einen orbitierenden Führungsabschnitt 22, der von der zweiten Fläche der Grundplatte 13 ragt und sich tangential von dem äußeren Endabschnitt der Spiralwicklung 15 erstreckt.
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Der orbitierende Führungsabschnitt 21 erstreckt sich in dem ersten Kältemitteleinlasskanal P1 und ist dazu konfiguriert, im Gebrauch das dem ersten Kältemitteleinlasskanal P1 zugeführte Kältemittel zu den Verdichtungskammern 16 und insbesondere zu den beiden äußersten Verdichtungskammern 16 zu führen, während sich der orbitierende Führungsabschnitt 22 in dem zweiten Kältemitteleinlasskanal P2 erstreckt und dazu konfiguriert ist, im Gebrauch das dem zweiten Kältemitteleinlasskanal P2 zugeführte Kältemittel zu den Verdichtungskammern 17 und insbesondere zu den beiden äußersten Verdichtungskammern 17 zu führen.
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Die untere feststehende Spirale 4 enthält mehrere Ablasskanäle 23, die fluidisch mit dem Hochdruckablassvolumen verbunden sind und dazu angeordnet sind, das in den Verdichtungskammern 16 verdichtete Kältemittel aus dem Innenvolumen 6 herauszuführen. Jeder Ablasskanal 23 enthält eine in einer ringförmigen Kammer C1 mündende Einlassöffnung, die fluidisch mit der mittleren Verdichtungskammer 16 verbunden ist und an einer ersten Fläche der Grundplatte 8, die zu der Grundplatte 11 der oberen feststehenden Spirale 5 ausgerichtet ist, vorgesehen ist, und eine Auslassöffnung, die in einer zweiten Fläche der Grundplatte 8 gegenüber der ersten Fläche der Grundplatte 8 mündet.
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Des Weiteren enthält die obere feststehende Spirale 5 mehrere Ablasskanäle 24, die fluidisch mit dem Hochdruckablassvolumen verbunden sind und dazu angeordnet sind, das in den Verdichtungskammern 17 verdichtete Kältemittel aus dem Innenvolumen 6 herauszuführen. Jeder Ablasskanal 24 enthält eine in einer ringförmigen Kammer C2 mündende Einlassöffnung, die fluidisch mit der mittleren Verdichtungskammer 17 verbunden ist und an einer ersten Fläche der Grundplatte 11 der oberen feststehenden Spirale 5, die zu der Grundplatte 8 der unteren feststehenden Spirale (4) ausgerichtet ist, vorgesehen ist, und eine in einer zweiten Fläche der Grundplatte 11 gegenüber der ersten Fläche der Grundplatte 11 mündende Auslassöffnung.
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Ferner enthält die untere feststehende Spirale 4 einen Aufnahmehohlraum 25, der im Wesentlichen ringförmig ist und an der ersten Fläche der Grundplatte 8 vorgesehen ist, und die obere feststehende Spirale 5 enthält ferner einen Aufnahmehohlraum 26, der im Wesentlichen ringförmig ist und an der ersten Fläche der Grundplatte 11 vorgesehen ist. Wie in 5 besser gezeigt, enthält der Aufnahmehohlraum 25 einen Ölauffangabschnitt 27, der dazu konfiguriert ist, im Gebrauch mindestens einen Teil des in dem Aufnahmehohlraum 25 enthaltenen Öls aufzufangen. Vorteilhafterweise enthält der Ölauffangabschnitt 27 den tiefsten Punkt des Aufnahmehohlraums 25.
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Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform enthält die orbitierende Spiralenanordnung 7 ferner mindestens ein Verbindungsloch 28, das dazu konfiguriert ist, die mittlere Verdichtungskammer 16 und die mittlere Verdichtungskammer 17 fluidisch zu verbinden. Das Verbindungsloch 28 kann zum Beispiel in der mittleren Verdichtungskammer 16 bzw. 17 münden.
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Des Weiteren enthält der Scrollverdichter 1 ein Kältemittelsaugrohr 29 zur Versorgung der Verdichtungseinheit 3 mit einem Kältemittelstrom und ein Kältemittelablassrohr 30 zum Ablassen des verdichteten Kältemittelstroms aus dem Scrollverdichter 1.
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Das Kältemittelsaugrohr 29 erstreckt sich entlang einer Längsachse A und ist abdichtend mit der Verdichtungseinheit 3 verbunden. Das Kältemittelsaugrohr 29 ist zu dem ersten und zweiten Kältemitteleinlasskanal P1, P2 ausgerichtet und ist dazu konfiguriert, einen ersten Teil des durch das Kältemittelsaugrohr 29 zugeführten Kältemittelstroms zu dem ersten Kältemitteleinlasskanal P1 und einen zweiten Teil des durch das Kältemittelsaugrohr 29 zugeführten Kältemittelstroms zu dem zweiten Kältemitteleinlasskanal P2 zu führen und insbesondere zu kanalisieren.
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Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform enthält das Kältemittelsaugrohr 29 eine Kältemittelzuführöffnung 31 mit einem unteren Abschnitt, der zu dem ersten Kältemitteleinlasskanal P1 weist und darin mündet, und einen oberen Abschnitt, der zu dem zweiten Kältemitteleinlasskanal P2 weist und darin mündet.
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Wie in den 6, 10 und 11 gezeigt, nimmt die Breite des ersten und zweiten Kältemitteleinlasskanals P1, P2 in Kältemittelstromrichtung ab, und die Höhe des ersten und zweiten Kältemitteleinlasskanals P1, P2 nimmt in Kältemittelstromrichtung zu.
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Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform enthält das Kältemittelsaugrohr 29 eine Kerbe 32, die zur Aufnahme eines Abschnitts der Grundplatte 13 der orbitierenden Spiralenanordnung 7 während mindestens eines Teils der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiralenanordnung 7 geeignet ist. Die Kerbe 32 ist vorteilhafterweise an einem zu dem ersten und zweiten Kältemitteleinlasskanal P1, P2 ausgerichteten Endabschnitt des Kältemittelsaugrohrs 29 vorgesehen.
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Ferner enthält der Scrollverdichter 1 eine abgestufte Antriebswelle 33, die zum Antrieb der orbitierenden Spiralenanordnung 7 in Orbitalbewegungen bezüglich der unteren und oberen feststehenden Spirale 4, 5 ausgeführt ist. Die Antriebswelle 33 erstreckt sich vertikal über die Grundplatte 13 der orbitierenden Spiralenanordnung 7 und die Grundplatten 8, 11 der unteren und oberen feststehenden Spirale 4, 5.
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Der Scrollverdichter 1 enthält weiterhin einen elektrischen Antriebsmotor 34, der mit der Antriebswelle 33 gekoppelt ist und dazu konfiguriert ist, die Antriebswelle 33 um eine Drehachse drehanzutreiben, und ein Zwischengehäuse 35, das an der oberen feststehenden Spirale 5 fixiert ist und in dem der Antriebsmotor 34 vollständig befestigt ist. Der Antriebsmotor 34, bei dem es sich um einen Elektromotor mit variabler Drehzahl handeln kann, ist über der oberen feststehenden Spirale 5 positioniert und weist einen Rotor 36, der an der Antriebswelle 33 angebracht ist, und einen Stator 37, der um den Rotor 36 herum angeordnet ist, auf.
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Wie in 1 gezeigt, definieren das Zwischengehäuse 35 und der Antriebsmotor 34 eine proximale Kammer 38, die einen ersten Wickelkopf des Stators 37 enthält, und eine distale Kammer 39, die den zweiten Wickelkopf des Stators 37 enthält. Das Zwischengehäuse 35 ist mit mehreren Kältemittelablassöffnungen 40 versehen, die in der distalen Kammer 39 münden. Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform mündet die Auslassöffnung jedes Ablasskanals 24 in der proximalen Kammer 38 nahe dem Antriebsmotor 34 und insbesondere nahe dem ersten Wickelkopf des Stators 37. Vorteilhafterweise ist jeder Ablasskanal 23, 24 bezüglich der Drehachse der Antriebswelle 33 geneigt.
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Des Weiteren enthält der Scrollverdichter 1 eine erste Oldham-Kupplung 42, die bezüglich der unteren feststehenden Spirale 4 entlang einer ersten Verschiebungsrichtung D1 verschiebbar befestigt ist, und eine zweite Oldham-Kupplung 43, die bezüglich der oberen feststehenden Spirale 5 entlang einer zweiten Verschiebungsrichtung D2, die im Wesentlichen orthogonal zu der ersten Verschiebungsrichtung D1 verläuft, verschiebbar befestigt ist. Die erste und die zweite Verschiebungsrichtung D1, D2 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zur Drehachse der Antriebswelle 33. Die erste und die zweite Oldham-Kupplung 42, 43 sind dazu konfiguriert, eine Drehung der orbitierenden Spiralenanordnung 7 bezüglich der unteren und oberen feststehenden Spirale 4, 5 zu verhindern. Sowohl die erste als auch die zweite Oldham-Kupplung 42, 43 erfahren eine Hin- und Herbewegung entlang der ersten bzw. zweiten Verschiebungsrichtung D1, D2. Die erste und die zweite Oldham-Kupplung 42, 43 sind im Innenvolumen 6 und insbesondere in den Aufnahmehohlräumen 25 bzw. 26 positioniert.
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Die erste Oldham-Kupplung 42 enthält einen ringförmigen Körper 44, ein Paar Eingriffsnuten 45, die an einer ersten Seite des ringförmigen Körpers 44 vorgesehen sind und sich diametral gegenüberliegen, und ein Paar Eingriffsnuten 46, die an einer zweiten Seite des ringförmigen Körpers 44 vorgesehen sind und sich diametral gegenüberliegen. Die Eingriffsnuten 45 der ersten Oldham-Kupplung 42 stehen verschiebbar mit einem Paar komplementärer Eingriffsvorsprünge 47, die an der Grundplatte 8 der unteren feststehenden Spirale 4 vorgesehen sind, in Eingriff, wobei die komplementären Eingriffsvorsprünge 47 versetzt sind und sich parallel zu der ersten Verschiebungsrichtung D1 erstrecken. Die Eingriffsnuten 46 der ersten Oldham-Kupplung 42 stehen verschiebbar mit einem Paar komplementärer Eingriffsvorsprünge 48, die an der Grundplatte 13 der orbitierenden Spiralenanordnung 7 vorgesehen sind, in Eingriff, wobei die komplementären Eingriffsvorsprünge 48 versetzt sind und sich parallel zu der zweiten Verschiebungsrichtung D2 erstrecken.
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Die zweite Oldham-Kupplung 43 enthält einen ringförmigen Körper 49, ein Paar Eingriffsnuten 51, die an einer ersten Seite des ringförmigen Körpers 49 vorgesehen sind, und ein Paar Eingriffsnuten 52, die an einer zweiten Seite des ringförmigen Körpers 49 vorgesehen sind. Die Eingriffsnuten 51 der zweiten Oldham-Kupplung 43 stehen verschiebbar mit einem Paar komplementärer Eingriffsvorsprünge 53, die an der oberen feststehenden Spirale 5 vorgesehen sind, in Eingriff, wobei die komplementären Eingriffsvorsprünge 53 versetzt sind und sich parallel zu der zweiten Verschiebungsrichtung D2 erstrecken. Die Eingriffsnuten 52 der zweiten Oldham-Kupplung 43 stehen verschiebbar mit einem Paar komplementärer Eingriffsvorsprünge 54, die an der Grundplatte 13 der orbitierenden Spiralenanordnung 7 vorgesehen sind, in Eingriff, wobei die komplementären Eingriffsvorsprünge 54 versetzt sind und sich parallel zu der ersten Verschiebungsrichtung D1 erstrecken.
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Wie besser in 4 zu sehen unterteilen die komplementären Eingriffsvorsprünge 47 den unteren Abschnitt des Aufnahmehohlraums 25 in zwei untere Teile 25a, 25b. Damit das in dem Aufnahmehohlraum 25 und somit in den beiden unteren Teilen des Aufnahmehohlraums 25 enthaltene Öl von dem Ölauffangabschnitt 27 vollständig aufgefangen werden kann, enthält die Grundplatte 8 der unteren feststehenden Spirale 4 ferner einen Verbindungskanal 50, der die beiden getrennten unteren Teile 25a, 25b des Aufnahmehohlraums 25 fluidisch verbindet. Der Verbindungskanal 50 enthält zwei Endöffnungen 50a, 50b, die in den unteren Teilen 25a bzw. 25b des Aufnahmehohlraums 25 münden. Der Verbindungskanal 50 enthält ferner einen Verbindungsabschnitt 50c, der fluidisch mit den Endöffnungen 50a, 50b verbunden und dazu konfiguriert ist, wenn gasförmiges Kältemittel in dem durch den Verbindungskanal 50 strömenden Öl enthalten ist, einen Strom des gasförmigen Kältemittelstroms zu der Endöffnung 50a zu begünstigen.
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Der Scrollverdichter 1 enthält ferner eine Kältemittelablenkvorrichtung 55, die innerhalb des Kältemittelsaugrohrs 29 positioniert ist. Die Kältemittelablenkvorrichtung 55 enthält eine erste Ablenkfläche 55a, die dazu konfiguriert ist, den ersten Teil des Kältemittelstroms zu dem ersten Kältemitteleinlasskanal P1 abzulenken, und eine zweite Ablenkfläche 55b, die dazu konfiguriert ist, den zweiten Teil des Kältemittelstroms zu dem zweiten Kältemitteleinlasskanal P2 abzulenken. Die Kältemittelablenkvorrichtung 55 kann zum Beispiel einen dreieckigen Querschnitt aufweisen, und die erste und die zweite Ablenkfläche 55a, 55b können zum Beispiel im Wesentlichen flach sein.
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Der Scrollverdichter 1 enthält weiterhin eine Ölablassvorrichtung 56, die einen an der Grundplatte 8 der unteren feststehenden Spirale 4 befestigten Befestigungsteil 57 aufweist. Die Ölablassvorrichtung 56 enthält ferner einen Ablassteil 58, der in dem Kältemittelsaugrohr 29 positioniert ist, und einen Verbindungsteil 59, der den Befestigungsteil 57 und den Ablassteil 58 verbindet. Der Verbindungsteil 59 erstreckt sich vorteilhafterweise durch die am Kältemittelsaugrohr 29 vorgesehene Kerbe 32.
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Die Ölablassvorrichtung 56 enthält weiterhin einen Ölablasskanal 61, der sich entlang dem Befestigungsteil 57, dem Verbindungsteil 59 und dem Ablassteil 58 erstreckt. Der Ölablasskanal 61 weist einen Öleinlass 62 auf, der fluidisch mit dem Aufnahmehohlraum 25 verbunden ist und vorteilhafterweise in dem Ölauffangabschnitt 27 mündet. Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform weist der Ölablasskanal 61 einen ersten und einen zweiten Ölablassauslass 63a, 63b auf, die am Ablassteil 58 vorgesehen und bezüglich einer Kältemittelstromrichtung stromaufwärts des ersten und zweiten Kältemitteleinlasskanals P1, P2 und stromabwärts der Kältemittelablenkvorrichtung 55 positioniert sind. Der erste Ölablassauslass 63a ist dazu konfiguriert, den ersten Teil des Kältemittelstroms mit Öl von dem Ölauffangabschnitt 27 zu versorgen, und der zweite Ölablassauslass 63b ist dazu konfiguriert, den zweiten Teil des Kältemittelstroms mit Öl von dem Ölauffangabschnitt 27 zu versorgen.
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Gemäß der in den Figuren gezeigten Ausführungsform ist die Kältemittelablenkvorrichtung 55 integral mit der Ölablassvorrichtung 56. Vorteilhafterweise ist die Kältemittelablenkvorrichtung 55 einstückig mit der Ölablassvorrichtung 56 hergestellt und ragen der erste und der zweite Ölablassauslass 63a, 63b von der ersten bzw. zweiten Ablenkfläche 55a, 55b.
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Im Betrieb ist der Druck im Innenvolumen 6 und somit im Aufnahmehohlraum 25 etwas höher als der Druck im Kältemittelsaugrohr 29. Aufgrund dieser Druckdifferenz und der dynamischen Wirkung des Kältemittelstroms auf den Ablassteil 58 wird Öl aus dem Ölauffangabschnitt 27 am Öleinlass 62 durch den Ölablasskanal 61 gesaugt und dann durch den ersten und zweiten Ölablassauslass 63a, 63b dem ersten bzw. zweiten Teil des Kältemittelstroms in Form von Öltropfen zugeführt.
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Der erste Teil des Kältemittelstroms, der mit aus dem Aufnahmehohlraum 25 gesaugtem Öl beladen ist, tritt in den ersten Kältemitteleinlasskanal P1 ein, wird dann in den Verdichtungskammern 16 verdichtet und tritt teilweise durch die zu dem Hochdruckablassvolumen führenden Ablasskanäle 23 und teilweise durch das Verbindungsloch 28 und die zu der proximalen Kammer 38 führenden Ablasskanäle 24 aus der Mitte der unteren feststehenden Spirale 4 aus. Das in die proximale Kammer 38 eintretende verdichtete Kältemittel strömt dann nach oben zu der distalen Kammer 39, indem es durch den Stator 37 und das Zwischengehäuse 35 begrenzte Kältemittelströmungskanäle und zwischen dem Stator 37 und dem Rotor 36 begrenzte Spalte durchströmt. Als Nächstes bewegt sich das verdichtete Kältemittel über die Kältemittelablassöffnungen 40 zu dem Ablassrohr 30.
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Der zweite Teil des Kältemittelstroms, der auch mit aus dem Aufnahmehohlraum 25 gesaugtem Öl beladen ist, tritt in den zweiten Kältemitteleinlasskanal P2 ein, wird dann in den Verdichtungskammern 17 verdichtet und tritt durch die zu der proximalen Kammer 38 führenden Ablasskanäle 24 aus der Mitte der oberen feststehenden Spirale 5 aus.
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Deshalb wird im Gebrauch mindestens ein Teil des im Aufnahmehohlraum 25 enthaltenen Öls mittels der Ölablassvorrichtung 56 und des Kältemittelstroms aus dem Aufnahmehohlraum 25 und aus dem Innenvolumen 6 heraus abgelassen. Dieser Ölablass reduziert die Reibung zwischen dem im Aufnahmehohlraum 25 enthaltenen Öl und der ersten Oldham-Kupplung 42, wodurch der Wirkungsgrad des Verdichters erhöht wird.
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Ferner verbessert die Konfiguration der Ölablassvorrichtung 56 die Schmierung der Verdichtungskammern 16, 17 und somit ihre Dichtung.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die oben als nicht einschränkende Beispiele beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst ganz im Gegenteil alle Ausführungsformen davon.
