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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spiralverdichter, der beispielsweise in geeigneter Art und Weise für einen Gleichlauf-Spiralverdichter verwendet wird.
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[Technischer Hintergrund]
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Ein Spiralverdichter, bei dem beide, sowohl ein antriebsseitiges Spiralelement als auch ein abtriebsseitiges Spiralelement gedreht werden, war bekannt (siehe PTL 1). Der in PTL 1 offenbarte Spiralverdichter weist eine Wellendichtung (Dichtelement) auf, welche einen Außenumfang einer angetriebenen Welle (Austragzylinder) dichtet, die mit einer Austragöffnung ausgestattet ist, aus der Gas ausgetragen wird.
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[Zitierungsliste]
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[Patentliteratur]
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[PTL 1] Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Offenlegungsnr. Sho62-206282
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[Zusammenfassung der Erfindung]
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[Technisches Problem]
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In einem Fall, wo eine Drehwelle und eine stillstehende Seite auf der Außenumfangsseite dieser dazwischen abgedichtet sind, wird eine Außenumfangsoberfläche der Welle, die näher an der Drehzentrumsachse ist, als ein Dichtungskontaktteil verwendet, und eine Innenumfangsoberfläche der ruhigstehenden Seite auf der Außenumfangsseite wird nicht als das Dichtungskontaktteil genutzt. Dies deswegen, weil auf der inneren Umfangsseite nahe bei der Drehzentrumsachse eine Gleitgeschwindigkeit des Dichtungskontaktteils reduziert werden kann und ein Dichtungsdifferenzdruck auf der inneren Umfangsseite durch Zentrifugalkraft reduziert wird.
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Die nachfolgenden Gegebenheiten wurden jedoch durch die Untersuchung durch die vorliegenden Erfinder herausgefunden, weil in der in PTL 1 offenbarten Konfiguration das verdichtete Arbeitsfluid strömt, während ein Austragzylinder gedreht wird. In der Konfiguration, in der die Außenumfangsoberfläche des Austragzylinders gedichtet wird, wird Reibungswärme durch Gleitreibung am Dichtungskontaktteil erzeugt, und der Austragzylinder wird ebenfalls auf hohe Temperatur erwärmt, weil Fluid, welches durch den Austragzylinder strömt, durch Verdichtungswärme ebenfalls auf hohe Temperatur erhitzt wird. Außerdem hat, weil das Dichtelement typischer Weise aus einem chemischen Umwandlungsmaterial wie z. B. Gummi oder einem Harz hergestellt ist, das Dichtelement eine geringe Wärmeleitfähigkeit und besitzt einen geringen Wärmeabfuhrbetrag. Aus diesen Gründen erlangt das Dichtungskontaktteil eine hohe Temperatur. Deswegen kann ein spezielles chemisches Umwandlungsmaterial, welches eine hohe hitzebeständige Temperatur hat, die Härte bei hoher Temperatur aufrechterhalten und ist ausgezeichnet im Verschließwiderstand, der für das Dichtelement notwendig ist, was die Kosten ansteigen lässt.
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Die vorliegenden Ausführungsformen werden in Erwägung dieser Umstände gemacht und eine Aufgabe der vorliegenden Ausführungsformen ist es, einen Spiralverdichter zur Verfügung zu stellen, welcher es ermöglicht, einen Raum zwischen einem rotierenden Austragzylinder und einem Gehäuse zu niedrigen Kosten abzudichten.
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[Lösung des Problems]
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Um die oben beschriebenen Gegebenheiten zu lösen, nutzt ein Spiralverdichter gemäß der vorliegenden Ausführungsformen die folgenden Lösungen.
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Ein Spiralverdichter gemäß einem Aspekt der vorliegenden Ausführungsformen weist auf: gepaarte Spiralelemente, die eine Verdichtungskammer aufweisen, um Arbeitsfluid zu verdichten, ein Gehäuse, welches die gepaarten Spiralelemente umhaust, einen Austragzylinder, der das verdichtete Arbeitsfluid aus der Verdichtungskammer austrägt und um eine Achse relativ zum Gehäuse gedreht wird, und ein Dichtelement, welches an einem Außenumfang des Austragzylinders befestigt ist und in Kontakt mit einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses zum Zwecke der Dichtung gelangt.
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Das Dichtelement ist am Außenumfang eines Entladungsbereichs befestigt und kommt mit der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses zum Zwecke der Dichtung in Kontakt. Dies macht es möglich, zu vermeiden, dass das Dichtelement in Gleitkontakt mit der Außenumfangsoberfläche des Austragzylinders gelangt, welche durch das verdichtete Hochtemperaturarbeitsfluid auf hohe Temperatur erwärmt wird. Deswegen ist es nicht notwendig, ein teures Material mit einer hohen Temperaturbeständigkeit für das Dichtelement zu verwenden, was es möglich macht, eine Kostenreduzierung zu erreichen.
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Außerdem hat das Gehäuse eine Konfiguration derart, dass es leicht Wärme zur Außenseite abführt, beispielsweise durch eine Exposition zu der Außenluft. Deswegen kann, sogar wenn Wärme durch Gleitreibung zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse erzeugt wird, die Wärme leicht abgeführt werden.
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Außerdem weist bei einem Spiralverdichter gemäß dem Aspekt der vorliegenden Ausführungsformen das Gehäuse einen verschleißfesten Abschnitt auf der Innenumfangsoberfläche auf, welche mit dem Dichtelement in Kontakt kommt.
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Das Vorsehen des verschleißfesten Abschnitts auf der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses macht es möglich, Verschleiß durch das Dichtelement zu reduzieren. Als Ergebnis ist es möglich, eine Verminderung der Dichtfähigkeit verursacht durch den Verschleiß zu vermindern.
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Beispiele eines verschleißfesten Abschnitts weisen einen Abschnitt auf, der einer Oberflächenhärtungsbehandlung mit einer Nickel-Phosphorbeschichtung, DLC (diamantähnlicher Kohlenstoff) oder dergleichen unterworfen wurde, und ein eisenbasiertes zylindrisches Element, welches auf der Außenumfangsoberfläche des Austragzylinders vorgesehen ist.
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Außerdem weist bei einem Spiralverdichter gemäß dem Aspekt der vorliegenden Ausführungsformen das Gehäuse einen wärmeisolierenden Abschnitt, relativ zum Dichtelement, auf der Seite auf, von der das Arbeitsfluid ausgetragen wird.
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Das Vorsehen des wärmeisolierenden Abschnitts auf der Druckseite des Gehäuses macht es möglich, eine Wärmeleitung vom Arbeitsfluid zu reduzieren, welches durch die Verdichtung auf hohe Temperatur erwärmt wurde. Als Ergebnis ist es möglich, ein Kontaktteil zwischen dem Dichtelement und dem Gehäuse auf niedriger Temperatur zu halten.
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Als ein Material des wärmeisolierenden Abschnitts wird ein Material ausgewählt, welches in der Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als Metall und es wird beispielsweise ein Harz verwendet.
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Außerdem ist bei einem Spiralverdichter gemäß dem Aspekt der vorliegenden Ausführungsformen ein Kühlabschnitt auf der Außenumfangsseite des Gehäuses vorgesehen.
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Zwangskühlung des Gehäuses durch den Kühlabschnitt macht es möglich, das Dichtungskontaktteil auf niedriger Temperatur zu halten.
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Der Kühlabschnitt führt bevorzugt eine Zwangskühlung durch ein Kühlmedium aus und es wird beispielsweise ein Wassermantel, durch welchen Kühlwasser strömt, verwendet.
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Außerdem weist der Spiralverdichter gemäß dem Aspekt der vorliegenden Ausführungsformen außerdem eine Antriebswelle, die drehend durch eine Antriebseinheit angetrieben wird, auf und der Spiralverdichter ist als ein Gleichlauf-Spiralverdichter ausgebildet, welcher ein antriebsseitiges Spiralelement und ein abtriebsseitiges Spiralelement als die gepaarten Spiralelemente aufweist. Das antriebsseitige Spiralelement ist mit der Antriebswelle gekoppelt und führt eine Drehbewegung aus, und das abtriebsseitige Spiralelement empfängt Leistung übermittelt vom antriebsseitigen Spiralelement, um eine Drehbewegung auszuführen.
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[Vorteilhafte Effekte der Erfindung]
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Das Dichtelement kommt mit der Innenumfangsoberfläche des Gehäuses zum Zwecke der Dichtung in Kontakt. Deswegen ist es nicht notwendig, ein teures Material mit einer hohen Temperaturbeständigkeit für das Dichtelement zu verwenden, was es möglich macht, eine Kostenreduktion zu erreichen.
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Figurenliste
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- [1] 1 ist eine senkrechte Schnittansicht, welche einen Gleichlauf-Spiralverdichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsformen darstellt.
- [2] 2 ist eine senkrechte Schnittansicht, welche einen Hauptteil der 1 in einer vergrößerten Art und Weise darstellt.
- [3] 3 ist eine senkrechte Schnittansicht, die eine Abwandlung 1 zeigt.
- [4] 4 ist eine senkrechte Schnittansicht, die eine Abwandlung 2 zeigt.
- [5] 5 ist eine senkrechte Schnittansicht, die eine Abwandlung 3 zeigt.
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[Beschreibung der Ausführungsformen]
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Eine Ausführungsform der vorliegenden Ausführungsformen wird unten unter Bezugnahme auf 1 und dergleichen beschrieben.
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1 stellt einen Gleichlauf-Spiralverdichter (Spiralverdichter) 1 dar. Der Gleichlauf-Spiralverdichter 1 kann beispielsweise als ein Ladegebläse verwendet werden, welches Verbrennungsluft (Fluid) verdichtet, welches zu einem Verbrennungsmotor, wie z. B. einem Fahrzeugmotor, geliefert werden soll.
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Der Gleichlauf-Spiralverdichter 1 weist auf ein Gehäuse 3, einen Motor (Antriebseinheit) 5, aufgenommen auf einer Endseite in dem Gehäuse 3, und ein antriebsseitiges Spiralelement 70 und ein abtriebsseitiges Spiralelement 90 bzw. ein Spiralelement auf der angetriebenen Seite, welche auf der anderen Endseite im Gehäuse 3 aufgenommen sind.
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Das Gehäuse 3 hat eine im Wesentlichen zylindrische Raumform und weist einen Motor-Aufnahmeabschnitt (erstes Gehäuse) 3a, welcher den Motor 5 aufnimmt, und einen Spiral-Aufnahmeabschnitt (zweites Gehäuse) 3b, welcher die Spiralelemente 70 und 90 aufnimmt, auf.
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Eine Kühlrippe 3c, um den Motor 5 zu kühlen, ist auf einem Außenumfang des Motor-Aufnahmeabschnitts 3a vorgesehen. Eine Austragöffnung 3d, aus der Druckluft (Arbeitsfluid) ausgetragen wird, ist an einem Endteil des Spiral-Aufnahmeabschnitts 3b vorgesehen. Obwohl nicht gezeigt in 1, weist das Gehäuse 3 eine Luftansaugöffnung auf, aus der Luft (Arbeitsfluid) eingesaugt wird.
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Der Spiral-Aufnahmeabschnitt 3b des Gehäuses 3 wird in eine Teilungsoberfläche P aufgeteilt, welche im Wesentlichen mittig in einer Achsenrichtung auf den Spiralelementen 70 und 90 angeordnet ist. Das Gehäuse 3 weist einen Flanschabschnitt (nicht gezeigt) auf, der sich auswärts an einer vorbestimmten Stelle in einer Umfangsrichtung erstreckt. Eine Schraube oder dergleichen ist als ein Befestigungselement eingesetzt und an dem Flanschabschnitt befestigt, was in einer Befestigung an der Teilungsoberfläche P resultiert.
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Der Motor 5 wird durch Belieferung mit Energie aus einer nicht dargestellten Energieversorgungsquelle angetrieben. Eine Drehung des Motors 5 wird durch eine Anweisung von einer nicht dargestellten Steuereinheit gesteuert. Ein Stator 5a des Motors 5 ist an einem inneren Umfang des Gehäuses 3 befestigt. Ein Rotor 5b des Motors 5 rotiert um eine antriebsseitige Drehachse CL1. Eine Antriebswelle 6, die sich auf der antriebsseitigen Drehachse CL1 erstreckt, ist mit dem Rotor 5b verbunden. Die Antriebswelle 6 ist mit einem ersten antriebsseitigen Wellenabschnitt 7c des antriebsseitigen Spiralelements 70 verbunden.
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Das antriebsseitige Spiralelement 70 weist einen ersten antriebsseitigen Spiralabschnitt 71 auf der Motor-5-Seite und einen zweiten antriebsseitigen Spiralabschnitt 72 auf der Austragöffnung 3d- Seite auf.
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Der erste antriebsseitige Spiralabschnitt 71 weist eine erste antriebsseitige Endplatte 71a und erste antriebsseitige Wände 71b auf.
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Die erste antriebsseitige Endplatte 71a ist mit dem ersten antriebsseitigen Wellenabschnitt 7c, der mit der Antriebswelle 6 verbunden ist, verbunden und erstreckt sich in einer Richtung senkrecht zur antriebsseitigen Drehachse CL1. Der erste antriebsseitige Wellenabschnitt 7c ist derart vorgesehen, dass er in Bezug auf das Gehäuse 3 über eine erste antriebsseitige Lagerung 11 drehbar ist, welche ein Kugellager ist.
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Die erste antriebsseitige Endplatte 71a hat im Wesentlichen in einer Draufsicht eine Scheibenform. Die erste antriebsseitige Wand 71b, gebildet in einer Spiralform, ist auf der ersten antriebsseitigen Endplatte 71a vorgesehen. Die ersten antriebsseitigen Wände 71b sind in einem gleichen Abstand um die antriebsseitige Drehachse CL1 angeordnet.
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Wie gezeigt in 1, weist der zweite antriebsseitige Spiralabschnitt 72 eine zweite antriebsseitige Endplatte 72a und zweite antriebsseitige Wände 72b auf. Die zweiten antriebsseitigen Wände 72b sind jeweils in einer Spiralform gebildet, wie bei den oben beschriebenen ersten antriebsseitigen Wänden 71b.
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Ein zweiter antriebsseitiger Wellenabschnitt (Austragzylinder) 72c, welcher sich in der antriebsseitigen Drehachse CL1 erstreckt und eine zylindrische Raumform hat, ist mit der zweiten antriebsseitigen Endplatte 72a verbunden. Der zweite antriebsseitige Wellenabschnitt 72c ist derart vorgesehen, dass er in Bezug auf das Gehäuse 3 durch eine zweite antriebsseitige Lagerung 14 drehbar ist, welche ein Kugellager ist. Die zweite antriebsseitige Endplatte 72a weist auf einen Entladungskanal 72d, der sich entlang der antriebsseitigen Drehachse CL1 erstreckt.
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Zwei Dichtelemente 16 sind auf einer vorderen Endseite (linke Seite in 1) des zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitts 72c relativ zur zweiten antriebsseitigen Lagerung 14 zwischen dem zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitt 72c und dem Gehäuse 3 vorgesehen. Die zwei Dichtelemente 16 und die zweite antriebsseitige Lagerung 14 sind in vorbestimmten Abständen in der antriebsseitigen Drehachse CL1- Richtung angeordnet. Ein Schmierstoff, welcher als beispielsweise halbfester Schmierstoff Fett ist, ist zwischen den zwei Dichtelementen 16 eingeschlossen. Es sei bemerkt, dass die Anzahl der Dichtelemente 16 eins sein kann. In diesem Fall ist der Schmierstoff zwischen dem Dichtelement 16 und der zweiten antriebsseitigen Lagerung 14 eingeschlossen.
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Der erste antriebsseitige Spiralabschnitt 71 und der zweite antriebsseitige Spiralabschnitt 72 sind befestigt, während vordere zueinander korrespondierende Enden (freie Enden) der Wände 71b und 72b einander gegenüberliegen. Der erste antriebsseitige Spiralabschnitt 71 und der zweite antriebsseitige Spiralabschnitt 72 sind durch Schrauben (Wandbefestigungsteile) 31 befestigt, die an entsprechenden Flanschabschnitten 73 an einer Vielzahl von Stellen in der Umfangsrichtung vorgesehen sind. Die Flanschabschnitte 73 sind vorgesehen, um auswärts in einer Radialrichtung vorzustehen.
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Das abtriebsseitige Spiralelement 90 weist einen ersten abtriebsseitigen Spiralabschnitt 91 und einen zweiten abtriebsseitigen Spiralabschnitt 92 auf. Antriebsseitige Endplatten 91a und 92a sind näherungsweise in einem Zentrum des abtriebsseitigen Spiralelements 90 in der Achsenrichtung angeordnet (Horizontalrichtung in der Figur). Die antriebsseitigen Endplatten 91a und 92a sind befestigt, während hintere Oberflächen (andere Seitenoberflächen) der entsprechenden antriebsseitigen Endplatten 91a und 92a überlagert sind und in Kontakt miteinander sind. Obwohl nicht gezeigt, wird die Befestigung mit einer Schraube, einem Stift, etc. durchgeführt. Das Durchgangsloch 90h ist in einem Zentrum jeweils der antriebsseitigen Endplatten 91a und 92a vorgesehen und veranlasst die Druckluft, zum Entladungskanal 72d zu strömen.
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Die ersten abtriebsseitigen Wände 91b sind auf einer Seitenoberfläche der ersten abtriebsseitigen Endplatte 91a vorgesehen und die zweiten abtriebsseitigen Wände 92b sind auf der einen Seitenoberfläche der zweiten abtriebsseitigen Endplatte 92a vorgesehen. Die ersten abtriebsseitigen Wände 91b, vorgesehen auf der Motor-5- Seite von der ersten abtriebsseitigen Endplatte 91a wirken mit den ersten antriebsseitigen Wände 71b des ersten antriebsseitigen Spiralabschnitts 71 zusammen. Die zweiten abtriebsseitigen Wände 92b, vorgesehen auf der Austragöffnung 3d- Seite von der zweiten abtriebsseitigen Endplatte 92a wirken mit den zweiten antriebsseitigen Wänden 72b des zweiten antriebsseitigen Spiralabschnitts 72 zusammen.
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Die Unterstützungselemente 33 und 35, die später beschrieben werden, werden an äußeren Umfängen der ersten abtriebsseitigen Wände 91b befestigt. Die zweiten abtriebsseitigen Wände 92b haben auch eine ähnliche Konfiguration.
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Das erste Unterstützungselement 33 und das zweite Unterstützungselement 35 sind an den entsprechenden Enden des abtriebsseitigen Spiralelements 90 in der Achsenrichtung vorgesehen (Horizontalrichtung in der Figur). Das erste Unterstützungselement 33 ist auf der Motor-5-Seite angeordnet, und das zweite Unterstützungselement 35 ist auf der Austragöffnung 3d- Seite angeordnet. Das erste Unterstützungselement 33 ist an den vorderen Enden (freien Enden) der ersten abtriebsseitigen Wände 91b befestigt, und das zweite Unterstützungselement 35 ist auf den vorderen Enden (freien Enden) der zweiten abtriebsseitigen Wände 92b befestigt. Der Wellenabschnitt 33a ist an einer Mittelachsenseite des ersten Unterstützungselements 33 vorgesehen, und der Wellenabschnitt 33a ist am Gehäuse 3 durch die erste Unterstützungselementlagerung 37 befestigt. Der Wellenabschnitt 35a ist auf der Mittelachsenseite des zweiten Unterstützungselement 35 vorgesehen und der Wellenabschnitt 35a ist am Gehäuse 3 durch die zweite Unterstützungselementlagerung 38 befestigt. Als Ergebnis dreht sich das abtriebsseitige Spiralelement 90 um die zweite Mittelachse CL2 durch die Unterstützungselemente 33 und 35.
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Der Stift-Ring-Mechanismus (synchroner Antriebsmechanismus) 15 ist zwischen dem ersten Unterstützungselement 33 und der ersten antriebsseitigen Endplatte 71a vorgesehen. Insbesondere ist ein kreisförmiges Loch in der ersten antriebsseitigen Endplatte 71a, und das Stiftelement 15b auf dem ersten Unterstützungselement 33 vorgesehen. Der Stift-Ring-Mechanismus 15 überträgt die Antriebskraft von dem antriebsseitigen Spiralelement 70 zum abtriebsseitigen Spiralelement 90 und veranlasst die Spiralelemente 70 und 90, eine Drehbewegung in der gleichen Richtung mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit durchzuführen.
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Wie gezeigt in 2, weist der Spiral-Aufnahmeabschnitt 3b einen zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitt-Aufnahmeabschnitt (Gehäuse) 3b1 auf, welcher den zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitt 72c und die Dichtelemente 16 aufnimmt.
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Jedes der Dichtelemente 16 ist eine Öldichtung. Wie gezeigt in 2, sind Stellen der zwei Dichtelemente 16 in der Achsenrichtung durch einen Stopperring 19 reguliert, welcher in einer Außenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitts 72c befestigt ist. Die Dichtelemente 16 sind auf der Außenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitts 72c befestigt. Dementsprechend drehen die Dichtelemente 16 zusammen mit dem zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitt 72c.
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Jedes der Dichtelemente 16 weist einen Dichtlippenabschnitt 16a hergestellt aus einem Harz auf. Der Dichtlippenabschnitt 16a weist ein Lippenvorderendteil 16a1 auf, welches zur Außenumfangsseite vorsteht und mit einer Innenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 in Kontakt gelangt. Eine ringförmige Feder 16a2 ist auf einer hinteren Oberflächenseite (innere Umfangsseite) des Dichtlippenabschnitts 16a vorgesehen. Das Lippenvorderendteil 16a1 ist durch elastische Kraft der Feder 16a2 gegen den gesamten Umfang der Innenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 gedrückt.
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Der Gleichlauf-Spiralverdichter 1 aufweisend die oben beschriebe Konfiguration arbeitet in der nachfolgenden Art und Weise:
- Wenn sich die Antriebswelle 6 durch den Motor 5 um die antriebsseitige Drehachse CL1 dreht, dreht sich auch der erste antriebsseitige Wellenabschnitt 7c verbunden mit der Antriebswelle 6 und das antriebsseitige Spiralelement 70 dreht sich dementsprechend um die antriebsseitige Drehachse CL1. Wenn sich das antriebsseitige Spiralelement 70 dreht, wird die Antriebskraft von den Unterstützungselementen 33 und 35 zum abtriebsseitigen Spiralelement 90 durch Stift-Ring-Mechanismen 15 übertragen und das abtriebsseitige Spiralelement 90 dreht sich um die abtriebsseitige Drehachse CL2. Zu dieser Zeit, wenn sich das Stiftelement 15b des Stift-Ring-Mechanismus 15 bewegt, während es mit der Innenumfangsoberfläche des kreisförmigen Lochs in Kontakt ist, führen die beiden Spiralelemente 70 und 90 eine Drehbewegung in der gleichen Richtung mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit aus.
- Wenn die Spiralelemente 70 und 90 eine Drehbewegung ausführen, wird Luft, die durch die Luftansaugöffnung des Gehäuses 3 gesaugt wurde, von der Außenumfangsseite jedes der Spiralelemente 70 und 90 eingesaugt und wird in die Verdichtungskammern, gebildet durch die Spiralelemente 70 und 90, gezogen. Außerdem wird eine Verdichtung separat hiervon in den Verdichtungskammern, gebildet durch die ersten antriebsseitigen Wände 71b und die ersten abtriebsseitigen Wände 91b, und in den Verdichtungskammern, gebildet durch die zweiten antriebsseitigen Wände 72b und die zweiten abtriebsseitigen Wände 92b durchgeführt. Ein Volumen jeder der Verdichtungskammern wird reduziert, wenn sich jede der Verdichtungskammern zur Mitte hin bewegt, was die Luft verdichtet. Die Luft, verdichtet durch die ersten antriebsseitigen Wände 71b und die ersten abtriebsseitigen Wände 91b, gelangt durch die Durchgangslöcher 90h, vorgesehen in den antriebsseitigen Endplatten 91a und 92a, und wird mit der Luft, verdichtet durch die zweiten antriebsseitigen Wände 72b und die zweiten abtriebsseitigen Wände 92b, verbunden. Die resultierende Luft gelangt durch den Entladungskanal 72d und wird von der Austragöffnung 3d des Gehäuses 3 zur Außenseite hin ausgetragen. Die ausgetragene Druckluft wird zu einem nicht dargestellten inneren Verbrennungsmotor geleitet und wird als Verbrennungsluft benutzt.
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Das Lippenvorderendteil 16a1, welches ein vorderes Ende des Dichtlippenabschnitts 16a jeder der Dichtelemente 16 ist, wird durch die Feder 16a2, vorgesehen auf dem Dichtlippenabschnitt 16a, während der Rotation zusammen mit dem zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitt 72c gegen die Innenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 gedrückt. Als Ergebnis wird ein Hochdruckraum HP, beladen mit der Druckluft, die vom Entladungskanal 72d ausgetragen wurde, aber bevor sie ausgetragen wird zur Außenseite von der Austragöffnung 3d, und ein Niederdruckraum LP, der durch eingesaugte Luft beladen wird, die von der Ansaugöffnung des Gehäuses 3 eingesaugt wird und von der Außenumfangsseite der beiden Spiralelemente 70 und 90 übernommen wird, durch die zwei Dichtelemente 16 gedichtet.
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Die vorliegende Ausführungsform erreicht die folgenden Wirkungseffekte.
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Die Dichtelemente 16 werden auf dem Außenumfang des zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitts 72c befestigt und kommen zum Zwecke der Dichtung mit der Innenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 in Kontakt. Dies macht es möglich, zu verhindern, dass die Dichtelemente 16 in Gleitkontakt mit der Außenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Wellenabschnitts 72c, der durch die verdichtete Hochtemperaturluft auf eine hohe Temperatur gebracht wird, in Kontakt kommen. Deswegen ist es nicht notwendig, ein teures Material, welches eine Hochtemperaturfestigkeit hat, als die Dichtelemente 16 zu verwenden, was es möglich macht, eine Kostenreduktion zu erhalten.
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Außerdem hat das Gehäuse 3, welches den zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitt 3b1 aufweist, eine Konfiguration dahingehend, dass Wärme zur Außenseite leicht abgeführt werden kann, durch beispielsweise Aussetzen an die Außenluft. Deswegen, sogar wenn Wärme durch Gleitreibung zwischen dem Dichtelement 16 und dem zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitt 3b erzeugt wird, kann die Wärme in einfacher Art und Weise abgeführt werden. Insbesondere in einem Fall, wo das Gehäuse 3 aus einer Aluminiumlegierung oder einem Metall, wie z. B. Eisen gemacht wird, kann ein Dichtungskontaktteil wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit auf niedriger Temperatur gehalten werden.
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Die vorliegende Ausführungsform kann in der nachfolgenden Art und Weise abgewandelt werden.
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[Abwandlung 1]
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Wie gezeigt in 3, kann ein zylindrisches Element (verschleißfester Abschnitt) 3b2 in einem Bereich vorgesehen werden, mit dem die Lippenvorderendteile 16a1 auf der Innenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 in Kontakt kommen. Das zylindrische Element 3b2 ist aus einem eisenbasierenden Material von höherer Verschleißfestigkeit als eine Aluminiumlegierung herstellt. Das zylindrische Element 3b2 ist von der vorderen Endseite (linke Seite in der Figur) des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 eingepresst und wird befestigt.
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Das Vorsehen des zylindrischen Elements 3b2 in der oben beschriebenen Art und Weise macht es möglich, den Verschleiß, verursacht durch die Dichtelemente 16, zu reduzieren und eine Verminderung der Dichtfähigkeit, verursacht durch den Verschleiß, zu vermindern.
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Weiterhin kann ein oberflächengehärteter Abschnitt als der verschleißfeste Abschnitt vorgesehen sein. Beispiele eines oberflächengehärteten Bereichs weisen eine Nickel-Phosphorbeschichtungsschicht oder eine DLC- (diamantähnlicher Kohlenstoff) Schicht auf. In anderen Worten, eine Nickel-Phosphorbeschichtung oder eine DLC-Behandlung wird auf einem vorbestimmten Areal auf der Innenumfangsoberfläche des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 ausgeführt, welcher aus einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.
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[Abwandlung 2]
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Außerdem kann, wie gezeigt in 4, ein wärmeisolierender Abschnitt 3b3 auf der vorderen Endseite des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 vorgesehen sein (linke Seite in 4), was die Druckseite der verdichteten Luft ist. Als ein Material des wärmeisolierenden Abschnitts 3b3 wird ein Material ausgewählt, welches in der Wärmeleitfähigkeit kleiner ist als ein Metall, und beispielsweise wird ein Harz verwendet. Dies macht es möglich, die Wärmeleitung von der Luft, die durch Verdichtung auf hohe Temperatur erwärmt wurde, zu reduzieren und das Dichtungskontaktteil auf einer niedrigen Temperatur zu halten.
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[Abwandlung 3]
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Außerdem kann, wie gezeigt in 5, ein Kühlabschnitt 20 auf der Außenumfangsseite des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 vorgesehen sein. Der Kühlabschnitt 20 führt bevorzugt eine Zwangskühlung durch ein Kühlungsmedium durch und beispielsweise wird ein Wassermantel verwendet, durch den Kühlwasser strömt. Wie oben beschrieben, kann die Temperatur des Dichtungskontaktteils durch Zwangskühlung des zweiten antriebsseitigen Aufnahmeabschnitts 3b1 auf niedriger Temperatur gehalten werden, in dem das Gehäuse 3 durch den Kühlabschnitt 20 konfiguriert wird.
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Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Änderungen wird der Gleichlauf-Spiralverdichter als das Ladegebläse verwendet, jedoch sind die vorliegenden Ausführungsformen nicht hierauf beschränkt. Der Gleichlauf-Spiralverdichter kann in einem breiten Bereich verwendet werden, um Fluid zu verdichten, und er kann beispielsweise als ein Kühlkompressor verwendet werden, verwendet in einer Klimaanlage. Zusätzlich ist der Spiralverdichter 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsformen anwendbar in einer Luftbremsvorrichtung unter Verwendung einer Luftkraft, wie z. B. in einem Bremssystem für ein Schienenfahrzeug.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gleichlauf-Spiralverdichter (Spiralverdichter)
- 3
- Gehäuse
- 3a
- Motor-Aufnahmeabschnitt
- 3b
- Spiral-Aufnahmeabschnitt
- 3b1
- Zweiter antriebsseitiger Wellenabschnitt Aufnahmeabschnitt (Gehäuse)
- 3b2
- Zylindrisches Element (verschleißfester Abschnitt)
- 3b3
- Wärmeisolierender Abschnitt
- 3c
- Kühlrippe
- 3d
- Austragöffnung
- 5
- Motor (Antriebseinheit)
- 5a
- Stator
- 5b
- Rotor
- 6
- Antriebswelle
- 7c
- Erster antriebsseitiger Wellenabschnitt
- 11
- Erste antriebsseitige Lagerung
- 14
- Zweite antriebsseitige Lagerung
- 15
- Stift-Ring-Mechanismus (synchroner Antriebsmechanismus)
- 15b
- Stiftelement
- 16
- Dichtelement (Öldichtung)
- 16a
- Dichtlippenabschnitt
- 16a1
- Lippenvorderendteil
- 16a2
- Feder
- 31
- Schraube (Wandbefestigungsteil)
- 33
- Erstes Unterstützungselement
- 33a
- Wellenabschnitt
- 35
- Zweites Unterstützungselement
- 35a
- Wellenabschnitt
- 37
- Erste Unterstützungselementlagerung
- 38
- Zweite Unterstützungselementlagerung
- 70
- Antriebsseitiges Spiralelement
- 71
- Erster antriebsseitiger Spiralabschnitt
- 71a
- Erste antriebsseitige Endplatte
- 71b
- Erste antriebsseitige Wand
- 72
- Zweiter antriebsseitiger Spiralabschnitt
- 72a
- Zweite antriebsseitige Endplatte
- 72b
- Zweite antriebsseitige Wand
- 72c
- Zweiter antriebsseitiger Wellenabschnitt
- 72d
- Entladungskanal
- 73
- Flanschabschnitt
- 90
- Abtriebsseitiges Spiralelement
- 90h
- Durchgangsloch
- 91
- Erster abtriebsseitiger Spiralabschnitt
- 91a
- Erste abtriebsseitige Endplatte
- 91b
- Erste abtriebsseitige Wand
- 92
- Zweiter abtriebsseitiger Spiralabschnitt
- 92a
- Zweite abtriebsseitige Endplatte
- 92b
- Zweite abtriebsseitige Wand
- CL1
- Antriebsseitige Drehachse
- CL2
- Abtriebsseitige Drehachse
- P
- Teilungsoberfläche
