DE112019004440T5

DE112019004440T5 - Kompressor

Info

Publication number: DE112019004440T5
Application number: DE112019004440.0T
Authority: DE
Inventors: Seungmock LEE; Jonghun HA; Cheolhwan Kim
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2018-09-05
Filing date: 2019-09-04
Publication date: 2021-05-20
Also published as: US20220341424A1; KR102083967B1; US11486397B2; US11566623B2; WO2020050618A1; CN215333409U; US20210340984A1

Abstract

Hier wird ein Spiralkompressor mit einem Wellenausgleichselement, das fähig ist, Schwingungen zu dämpfen, während die Verformung der Drehwelle während des Betriebs mit einer hohen Geschwindigkeit verhindert wird, offenbart.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Spiralkompressor mit einem Ausgleichselement, das fähig ist, den viskosen Widerstand zu minimieren, während er die Verformung einer Drehwelle, die sich mit hoher Geschwindigkeit dreht, verhindert.
Hintergrundtechnik
Im Allgemeinen ist ein Kompressor eine Vorrichtung, die auf einen Kältekreislauf (auf den hier nachstehend einfach als ein Kältekreislauf Bezug genommen wird), wie etwa einen Kühlschrank oder eine Klimaanlage, angewendet wird. Der Kompressor komprimiert das Kältemittel, um Energie bereitzustellen, die für den Wärmeaustausch in dem Kältekreislauf notwendig ist.
Kompressoren können dementsprechend, wie das Kältemittel komprimiert wird, in Kolbenkompressoren, Drehkompressoren und Spiralkompressoren unterteilt werden. Der Spiralkompressor ist ein Kompressor, in dem eine umlaufende Spirale mit einer festen Spirale, die in dem Innenraum eines hermetisch abgedichteten Behälters fixiert ist, schwenkbar in Eingriff ist, um eine Kompressionskammer zwischen einer festen Windung der festen Spirale und einer umlaufenen Windung der umlaufenden Spirale auszubilden.
Spiralkompressoren führen durch Spiralformen, die miteinander in Eingriff sind, fortlaufend einen Kompressionsbetrieb durch und können somit ein höheres Kompressionsverhältnis als andere Arten von Kompressoren erzielen und auch ein stabiles Drehmoment erzielen, da die Ansaug-, Kompressions- und Ausstoßbetriebe des Kältemittels nahtlos verbunden sind. Aus diesem Grund werden Spiralkompressoren weithin für die Kältemittelkompression in Klimaanlagen und Ähnlichem verwendet.
Der herkömmliche Spiralkompressor umfasst ein Gehäuse, das sein äußeres Erscheinungsbild definiert und einen Ausstoßabschnitt hat, der zulässt, dass Kältemittel hindurch ausgestoßen wird, eine Kompressionseinheit, die an dem Gehäuse befestigt ist und konfiguriert ist, um das Kältemittel zu komprimieren, und eine Antriebseinheit, die an dem Gehäuse befestigt ist und konfiguriert ist, um die Kompressionseinheit anzutreiben. Hier sind die Kompressionseinheit und die Antriebseinheit durch eine Drehwelle verbunden, die mit der Antriebseinheit drehbar verbunden ist.
Die Kompressionseinheit umfasst eine feste Spirale, die an dem Gehäuse befestigt ist und eine feste Windung hat, und eine umlaufende Spirale, die eine umlaufende Windung hat, der mit der festen Windung in Eingriff ist und von der Drehwelle angetrieben wird. In dem Fall des herkömmlichen Spiralkompressors ist die Drehwelle exzentrisch angeordnet, und die umlaufende Spirale ist an der exzentrischen Drehwelle drehbar befestigt. Somit komprimiert die umlaufende Spirale das Kältemittel, während sie sich um die feste Spirale dreht (diese umläuft).
Um in einem derartigen herkömmlichen Spiralkompressor jedoch die umlaufende Spirale zu drehen, dreht sich die Drehwelle, während sie exzentrisch angeordnet ist. Daher umfasst der herkömmliche Spiralkompressor ferner ein Ausgleichselement, um das Biegemoment und Schwingungen, die aufgrund der Exzentrizität der Drehwelle auftreten, aufzufangen.
Das Ausgleichselement kann aus Metall, wie etwa Eisen, mit einem vorgegebenen exzentrischen Lastpegel, der gegen die Drehwelle vorgespannt ist, um die Exzentrizität der Drehwelle zu kompensieren, ausgebildet werden. Das Ausgleichselement kann direkt mit der Antriebseinheit gekoppelt werden, um die Exzentrizität der Drehwelle zu kompensieren.
Im Allgemeinen ist in einem herkömmlichen Spiralkompressor die Kompressionseinheit unter dem Ausstoßabschnitt angeordnet und die Antriebseinheit ist unter der Kompressionseinheit angeordnet. Die Drehwelle ist mit einem Ende, das mit der Kompressionseinheit gekoppelt ist, und dem entgegengesetzten Ende, das in einer durchdringenden Weise durch die Antriebseinheit eingerichtet ist, angeordnet.
Jedoch hat der herkömmliche Spiralkompressor eine Schwierigkeit in der Zufuhr von Öl an die Kompressionseinheit, da die Kompressionseinheit über der Antriebseinheit angeordnet ist und nah an dem Ausstoßabschnitt positioniert ist, und außerdem ein unterer Rahmen unter der Antriebseinheit eingerichtet werden muss, um die Drehwelle, die mit der Kompressionseinheit verbunden ist, getrennt zu halten.
Da außerdem die Angriffspunkte der Gaskraft, die durch das Kältemittel im Inneren des Kompressors erzeugt wird, und die Reaktionskraft, die dieselben unterstützt, nicht miteinander zusammenfallen, wird die Spirale gekippt. Dadurch können der Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit des herkömmlichen Spiralkompressor verschlechtert werden.
Um dieses Thema zu behandeln, wurde in jüngster Zeit ein Spiralkompressor (ein sogenannter unterer Spiralkompressor), in dem die Antriebseinheit unter dem Ausstoßabschnitt angeordnet ist und die Kompressionseinheit unter der Antriebseinheit angeordnet ist, eingeführt.
In dem Fall des unteren Spiralkompressors ist die Antriebseinheit vor der Kompressionseinheit in Richtung des Ausstoßabschnitts eingerichtet, und die Kompressionseinheit ist am weitesten von dem Ausstoßabschnitt weg eingerichtet.
In dem unteren Spiralkompressor ist ein Ende der Drehwelle mit der Antriebseinheit verbunden, und das entgegengesetzte Ende der Drehwelle wird von der Kompressionseinheit gehalten. Somit wird der untere Rahmen weggelassen und in dem unteren Teil des Gehäuses gelagertes Öl kann, ohne die Antriebseinheit zu durchlaufen, direkt an die Kompressionseinheit zugeführt werden. Wenn die Drehwelle außerdem durch die Kompressionseinheit in dem Spiralkompressor verbunden ist, fallen die Angriffspunkte der Gaskraft und der Reaktionskraft auf der Drehwelle miteinander zusammen, und daher können der Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit sichergestellt werden, indem das Kipp- oder Umkippmoment auf der Spirale aufgefangen wird.
Selbst wenn die Drehwelle durch die Kompressionseinheit in dem unteren Spiralkompressor in einer durchdringenden Weise eingerichtet ist, so dass eines ihrer Enden gehalten wird, ist jedoch das entgegengesetzte Ende der Drehwelle mit einem Rotor gekoppelt, der in der Antriebseinheit drehbar eingerichtet ist. Selbst wenn der mit der Kompressionseinheit gekoppelte Abschnitt als ein festes Ende bereitgestellt ist, wird der mit der Antriebseinheit gekoppelte Abschnitt als ein freies Ende bereitgestellt.
Selbst wenn der Spiralkompressor in diesem Fall ein Ausgleichselement umfasst, das mit der Antriebseinheit gekoppelt ist, um die Exzentrizität der Drehwelle zu kompensieren, kann die Last des Ausgleichselements als ein Grund zur Erzeugung eines Biegemoments auf die Drehwelle wirken.
Wenn sich die Drehwelle somit mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, kann das Ausgleichselement, das die Exzentrizität der Drehwelle ausreichend kompensieren kann, wenn die Drehwelle sich mit einer niedrigen Drehzahl dreht, als eine schwere Last auf das freie Ende der Drehwelle wirken, wodurch das freie Ende der Drehwelle gebogen wird.
Da außerdem die Last des Ausgleichselements ebenso wie die Last der Antriebseinheit auf das freie Ende der Drehwelle angewendet werden, wird die Last übermäßig auf das freie Ende der Drehwelle konzentriert. Als ein Ergebnis kann während des Betriebs des herkömmlichen unteren Spiralkompressors eine übermäßigere Schwingung auftreten oder die Drehwelle kann aufgrund des Ausgleichselements leicht gebogen werden.
Offenbarung
Technisches Problem
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spiralkompressor bereitzustellen, der fähig ist, zu verhindern, dass eine Last auf ein Ende einer Drehwelle konzentriert wird.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spiralkompressor bereitzustellen, der fähig ist, die Exzentrizität der Drehwelle, ob die Drehwelle mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird, zu kompensieren.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Spiralkompressor, der mit einem Ausgleichselement versehen ist, das fähig ist, selbst die Last einer Antriebseinheit zu kompensieren, bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor bereitzustellen, der fähig ist, den viskosen Widerstand eines Kältemittels oder Öls, selbst wenn ein Ausgleichselement sich mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, zu minimieren.
Technische Lösung
Die Aufgaben der vorliegenden Erfindung können gelöst werden, indem ein Kompressor bereitgestellt wird, der umfasst: ein Gehäuse mit einem Ausstoßabschnitt, der auf einer seiner Seiten bereitgestellt ist, um ein Kältemittel auszustoßen, eine Antriebseinheit, die einen Stator, der mit einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses gekoppelt ist, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, und einen Rotor umfasst, der in dem Stator aufgenommen ist, um durch das rotierende Magnetfeld gedreht zu werden, eine Drehwelle, die mit einer Seite des Rotors, die dem Ausstoßabschnitt abgewandt ist, gekoppelt ist und eine exzentrische Welle, die in Richtung des Gehäuses beeinflusst ist, umfasst, eine Kompressionseinheit, die eine umlaufende Spirale, die mit der exzentrischen Welle gekoppelt ist, um eine Umlaufbewegung zu machen, wenn die Drehwelle sich dreht, und eine feste Spirale umfasst, die mit der umlaufenden Spirale in Eingriff ist, um das Kältemittel aufzunehmen und zu komprimieren, einen Dämpfer, der mit einer Seite der Kompressionseinheit, die von dem Ausstoßabschnitt abgewandt ist, gekoppelt ist und konfiguriert ist, um das Kältemittel zu dem Ausstoßabschnitt zu leiten, ein Ausgleichselement, das an der Antriebseinheit und/oder der Drehwelle bereitgestellt ist, um eine Last der exzentrischen Welle aufzufangen oder zu verteilen.
Das Ausgleichselement kann ein Wellenausgleichselement umfassen, das mit der Drehwelle drehbar gekoppelt ist, die von der Kompressionseinheit in eine Richtung weg von dem Ausstoßabschnitt vorsteht.
Das Wellenausgleichselement kann einen exzentrischen Abschnitt umfassen, der mit der Drehwelle gekoppelt ist, um sich zusammen mit der Drehwelle zu drehen.
Der exzentrische Abschnitt kann einen Lastkörper, der in einer Plattenform ausgebildet ist, ein Lastdurchgangsloch, das in einer durchdringenden Weise durch den Lastkörper ausgebildet ist und mit der Drehwelle gekoppelt ist, und einen Ausgleichsabschnitt, der durch Wegschneiden oder konkaves Ausbilden eines Teils des Lastkörpers bereitgestellt wird, umfassen.
Der Kompressor kann ferner eine mit dem Lastkörper gekoppelte Abdeckung umfassen, um den Ausgleichsabschnitt abzuschirmen.
Der Dämpfer kann das Wellenausgleichselement aufnehmen, um zu verhindern, dass ein Teil oder die Gesamtheit einer Außenumfangsoberfläche des Wellenausgleichelements freiliegen.
Der Dämpfer kann einen mit der festen Spirale gekoppelten Kopplungsabschnitt, einen Aufnahmekörper, der sich von dem Kopplungsabschnitt erstreckt, um einen Raum zu definieren, der zulässt, dass das Kältemittel darin strömt, und eine derart auf einer Oberfläche des Aufnahmekörpers ausgebildete Vertiefung, dass sie in Richtung des Abgabeabschnitts konkav ist, umfassen, wobei das Wellenausgleichselement in der Vertiefung sitzen kann.
Der Aufnahmekörper und eine freiliegende Oberfläche des Wellenausgleichselements können parallel zueinander eingerichtet sein.
Das Wellenausgleichselement kann ferner ein Gehäuse umfassen, das mit der Drehwelle gekoppelt ist, um den exzentrischen Abschnitt aufzunehmen.
Das Gehäuse kann mit der Drehwelle gekoppelt sein, so dass es in eine Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Drehwelle drehbar ist.
Das Gehäuse kann einen Gehäusekörper, der konfiguriert ist, um den exzentrischen Abschnitt vollständig aufzunehmen, einen Gehäusewellenhalteabschnitt, der an dem Gehäusekörper bereitgestellt ist, um eine Außenumfangsoberfläche der Drehwelle zu umgeben, umfassen, wobei verhindert wird, dass der Gehäusewellenhalteabschnitt und die Drehwelle sich gleichzeitig drehen.
Der Gehäusewellenhalteabschnitt kann entweder an dem Dämpfer oder der festen Spirale befestigt sein.
Der Kompressor nach Patentanspruch 10, wobei die Drehwelle einen Kontaktabschnitt, der auf einer Innenumfangsoberfläche des Gehäusewellenhalteabschnitts eingerichtet ist, einen Vertiefungsabschnitt, der an einem oberen Abschnitt und/oder einem unteren Abschnitt des Kontaktabschnitts bereitgestellt ist, wobei der Vertiefungsabschnitt einen kleineren Durchmesser als der Kontaktabschnitt haben kann, und einen Kopplungsring, der mit dem Vertiefungsabschnitt gekoppelt ist, um eine Axialbewegung des Gehäusewellenhalteabschnitts zu verhindern, umfassen kann.
Der Kopplungsring kann aus einem selbstschmierenden Material ausgebildet sein.
Der Kompressor kann ferner ein Drehlager umfassen, das zwischen dem Gehäusewellenhalteabschnitt und der Drehwelle eingerichtet ist, um die Drehwelle drehbar zu halten.
Das Wellenausgleichselement kann vollständig in dem Dämpfer aufgenommen sein.
Eine Innenumfangsoberfläche des Aufnahmekörpers und eine Außenumfangsoberfläche des Wellenausgleichselements können voneinander beabstandet sein.
Vorteilhafte Ergebnisse
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Spiralkompressor verhindern, dass eine Last auf einem Ende einer Drehwelle konzentriert wird.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird ein Spiralkompressor bereitgestellt, der fähig ist, die Exzentrizität der Drehwelle zu kompensieren, ob die Drehwelle mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit gedreht wird.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein Spiralkompressor mit einem Ausgleichselement versehen, das für die gleichmäßige Last einer Antriebseinheit kompensieren kann.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein Kompressor den viskosen Widerstand eines Kältemittels oder Öls selbst dann minimieren, wenn ein Ausgleichselement sich mit einer hohen Geschwindigkeit dreht.
Figurenliste
Die begleitenden Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der Erfindung bereitzustellen, stellen Ausführungsformen der Erfindung dar und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, das Prinzip der Erfindung zu erklären.
In den Zeichnungen:

1 zeigt eine Konfiguration eines Spiralkompressors;
2 zeigt die Struktur eines Spiralkompressors und eines Wellenausgleichselements gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 zeigt eine Ausführungsform des Wellenausgleichselements gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 zeigt eine andere Ausführungsform des Wellenausgleichselements gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt noch eine andere Ausführungsform des Wellenausgleichselements gemäß der vorliegenden Erfindung; und
6 stellt das Arbeitsprinzip des Spiralkompressors gemäß der vorliegenden Erfindung dar.

Beste Betriebsart
Hier nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In der vorliegenden Offenbarung werden die gleichen oder ähnliche Bezugszahlen den gleichen oder ähnlichen Komponenten in unterschiedlichen Ausführungsformen gegeben und ihre redundante Beschreibung wird weggelassen. Wie sie hier verwendet werden, umfassen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ mehrere Referenzen, es sei denn, der Kontext gibt klar anderes vor. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird zum Zweck der Klarheit und Knappheit eine detaillierte Beschreibung bekannter Technologie weggelassen. Außerdem sollte bemerkt werden, dass die begleitenden Zeichnungen enthalten sind, um ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Die begleitenden Zeichnungen sollten nicht als die technische Idee der vorliegenden Offenbarung beschränkend ausgelegt werden.
1 zeigt einen Kältekreislauf 1, auf den ein Spiralkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Bezugnehmend auf 1 kann eine Kältekreislaufvorrichtung, auf die ein unterer Spiralkompressor 10 anwendbar ist, den unteren Spiralkompressor 10, einen Kondensator 2 und einen Kondensationsventilator 2a, eine Expansionseinrichtung 3, einen Verdampfer 4 und einen Verdampfungsventilator 4a umfassen, die einen geschlossenen Kreis bilden.
Der Spiralkompressor 10 kann ein Gehäuse 100 mit einem Raum, in dem ein Fluid gelagert wird oder strömt, eine mit einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses 100 gekoppelte Antriebseinheit 200, um eine Drehwelle 230 zu drehen, und eine Kompressionseinheit 300, die mit der Drehwelle 230 in dem Gehäuse gekoppelt ist, um das Fluid zu komprimieren, umfassen.
Insbesondere kann ein Ausstoßabschnitt 121, durch den ein Kältemittel ausgestoßen wird, auf einer Seite des Gehäuses 100 bereitgestellt sein. Das Gehäuse 100 kann eine Aufnahmehülle 110, die in einer zylindrischen Form ausgebildet ist, um die Antriebseinheit 200 und die Kompressionseinheit 300 aufzunehmen, und eine Ausstoßhülle 120, die mit einem Ende der Aufnahmehülle 110 gekoppelt ist und mit dem Ausstoßabschnitt 121 versehen ist, und eine Abschirmhülle 130, die mit dem entgegengesetzten Ende der Aufnahmehülle 110 gekoppelt ist, um die Aufnahmehülle 110 abzudichten, umfassen.
Die Antriebseinheit 200 umfasst einen Stator 210, der konfiguriert ist, um ein rotierendes Feld zu erzeugen, und einen Rotor 220, der eingerichtet ist, um von dem rotierenden Feld gedreht zu werden. Die Drehwelle 230 kann mit dem Rotor 220 gekoppelt sein, um sich zusammen mit dem Rotor 220 zu drehen.
Der Stator 210 kann mehrere Schlitze haben, die in seiner Innenumfangsoberfläche in einer Umfangsrichtung ausgebildet sind, so dass eine Spule auf den Stator 210 gewickelt ist, und kann an der Innenumfangsoberfläche der Aufnahmehülle 110 befestigt sein. Der Rotor 220 kann mit einem Permanentmagneten gekoppelt werden und mit dem Inneren des Stators 210 drehbar gekoppelt werden, um Drehleistung zu erzeugen. Die Drehwelle 230 kann in die Mitte des Rotors 220 pressgepasst sein.
Die Kompressionseinheit 300 kann eine feste Spirale 320, die mit der Aufnahmehülle 110 gekoppelt ist und auf einer Seite der Antriebseinheit 200, die von dem Ausstoßabschnitt 121 weg gewandt ist, eine umlaufende Spirale 330, die mit der Drehwelle 230 gekoppelt ist, um mit der festen Spirale 320 einzugreifen, um eine Kompressionskammer zu bilden, und einen Hauptrahmen 310, der ausgebildet ist, um die umlaufende Spirale 330 aufzunehmen, und der auf festen Spirale 320 sitzt, um ein äußeres Erscheinungsbild der Kompressionseinheit 300 zu definieren, umfassen.
Als ein Ergebnis ist in dem Spiralkompressor 10, die Antriebseinheit 200 zwischen dem Ausstoßabschnitt 121 und der Kompressionseinheit 300 angeordnet. Mit anderen Worten kann die Antriebseinheit 200 auf einer Seite des Ausstoßabschnitts 121 bereitgestellt sein, und die Kompressionseinheit 300 kann in einer Richtung weg von dem Ausstoßabschnitt 121 auf der Antriebseinheit 200 bereitgestellt sein. Wenn zum Beispiel der Ausstoßabschnitt 121 in dem oberen Abschnitt des Gehäuses 100 bereitgestellt ist, kann die Kompressionseinheit 300 unter der Antriebseinheit 200 eingerichtet sein, und die Antriebseinheit 200 kann zwischen dem Ausstoßabschnitt 121 und der Kompressionseinheit 300 eingerichtet sein.
Wenn somit Öl auf der Bodenoberfläche des Gehäuses 100 gelagert wird, kann das Öl, ohne die Antriebseinheit 200 zu durchlaufen, direkt an die Kompressionseinheit 300 zugeführt werden. Da die Drehwelle 230 mit der Kompressionseinheit 300 gekoppelt ist und von ihr gehalten wird, kann außerdem ein getrennter unterer Rahmen, durch den die Drehwelle drehbar gehalten wird, weggelassen werden.
In dem Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung kann die Drehwelle 230 den Oberflächenkontakt nur mit der umlaufenden Spirale 330, aber auch mit der festen Spirale 320 herstellen, indem sie durch die feste Spirale 320 geht.
Somit können die Zuströmungskraft, die erzeugt wird, wenn ein Fluid, wie etwa Kältemittel, in die Kompressionseinheit 300 strömt, und die Gaskraft, die erzeugt wird, wenn das Kältemittel in der Kompressionseinheit 300 komprimiert wird, und die Reaktionskraft, welche die Gaskraft unterstützt, direkt auf die Drehwelle 230 angewendet werden. Folglich können die Zuströmungskraft, die Gaskraft und die Reaktionskraft an einem Angriffspunkt auf die Drehwelle 230 angewendet werden. Somit wird kann das Umkippmoment nicht auf die mit der Drehwelle 230 gekoppelte umlaufende Spirale 330 wirken, und daher kann verhindert werden, dass die umlaufende Spirale gekippt oder umgekippt wird. Mit anderen Worten kann das Kippen einschließlich axialer Schwingungen, die in der umlaufenden Spirale 330 auftreten, gedämpft oder verhindert werden, und das Umkippmoment der umlaufenden Spirale 330 kann ebenfalls gedämpft oder unterdrückt werden. Als ein Ergebnis können Rauschen und Schwingungen, die durch den Spiralkompressor 10 erzeugt werden, blockiert werden.
Da außerdem die feste Spirale 320 die Drehwelle 230 durch den Oberflächenkontakt hält, kann die Haltbarkeit der Drehwelle 230 selbst dann verstärkt werden, wenn die Zuströmungskraft und die Gaskraft auf die Drehwelle 230 wirken.
Ferner kann die Drehwelle 230 den Gegendruck, der erzeugt wird, wenn das Kältemittel nach außen ausgestoßen wird, teilweise aufnehmen oder unterstützen, wodurch die Kraft (Normalkraft), welche die umlaufende Spirale 330 und die feste Spirale 320 in der Axialrichtung übermäßig in engen Kontakt miteinander bringt, verringert wird. Als ein Ergebnis kann die Reibung zwischen der umlaufenden Spirale 330 und der feste Spirale 320 erheblich verringert werden.
Als ein Ergebnis kann der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung das axiale Rüttel- und Umkippmoment der umlaufenden Spirale 330 in der Kompressionseinheit 300 und die Reibungskraft gegen die umlaufende Spirale 300 verringern, wodurch der Wirkungsgrad und die Zuverlässigkeit verbessert werden.
Der Hauptrahmen 310 der Kompressionseinheit 300 kann eine Hauptkopfplatte 311, die auf einer Seite der Antriebseinheit 200 oder unter der Antriebseinheit 200 eingerichtet ist, eine Hauptseitenplatte 312, die sich von einer Innenumfangsoberfläche der Hauptkopfplatte 311 in eine Richtung weg von der Antriebseinheit 200 erstreckt und auf der festen Spirale 330 sitzt, und einen Hauptwellenhalteabschnitt 318, der sich von der Hauptkopfplatte 311 erstreckt, um die Drehwelle 230 drehbar zu halten, umfassen.
Die Hauptkopfplatte 311 oder die Hauptseitenplatte 312 können ferner ein Hauptloch zum Leiten des von der festen Spirale 320 ausgestoßenen Kältemittels zu dem Ausstoßabschnitt 121 umfassen.
Die Hauptkopfplatte 311 kann ferner eine Öltasche 314 umfassen, die in einer vertieften Weise an dem Äußeren des Hauptwellenhalteabschnitts 318 ausgebildet ist. Die Öltasche 314 kann in einer ringförmigen Form ausgebildet sein und in dem Hauptwellenhalteabschnitt 318 exzentrisch angeordnet sein. Die Öltasche 314 kann derart ausgebildet sein, dass das Öl, wenn das in der Abschirmhülle 130 gelagerte Öl durch die Drehwelle 230 oder Ähnliches geliefert wird, an Teile der festen Spirale 320 und der umlaufenden Spirale 330, die miteinander in Eingriff sind, zugeführt wird.
Die feste Spirale 320 kann eine feste Kopfplatte 321, die mit der Aufnahmehülle 110 auf einer Seite der Hauptplatte 311 gekoppelt ist, die von der Antriebseinheit 200 abgewandt ist, um die entgegengesetzte Oberfläche der Kompressionseinheit 300 zu bilden, eine feste Seitenplatte 322, die sich von der festen Kopfplatte 321 in Richtung des Ausstoßabschnitts 121 erstreckt, um die Hauptseitenplatte 312 zu kontaktieren, und eine feste Windung 323, die auf der Innenumfangsoberfläche der festen Seitenplatte 322 ausgebildet ist, um eine Kompressionskammer zu definieren, in welcher das Kältemittel komprimiert wird, umfassen.
Die feste Spirale 320 kann ein festes Durchgangsloch 328, durch welches die Drehwelle 230 eingerichtet ist, und einen festen Wellenhalteabschnitt 3281, der sich von dem festen Durchgangsloch 328 erstreckt, um die Drehwelle drehbar zu halten, umfassen. Der feste Wellenhalteabschnitt 3281 kann in der Mitte der festen Kopfplatte 321 bereitgestellt sein.
Die Dicke der festen Kopfplatte 321 kann die gleiche wie die Dicke des festen Wellenhalteabschnitts 3281 sein. Hier kann der feste Wellenhalteabschnitt 3281 nicht von der festen Kopfplatte 321 vorstehen, sondern kann in das feste Durchgangsloch 328 eingesetzt werden.
Die feste Seitenplatte 322 kann mit einem Einleitungsloch 325 zum Einleiten des Kältemittels in die feste Windung 323 versehen sein, und die feste Kopfplatte 321 kann mit einem Ausstoßloch 326, durch welches das Kältemittel ausgestoßen wird, versehen sein. Das Ausstoßloch 326 kann nahe an der Mitte der festen Windung 323 eingerichtet sein und kann von dem festen Wellenhalteabschnitt 3281 beabstandet sein, um die Störung mit dem festen Wellenhalteabschnitt 3281 zu vermeiden. Das Ausstoßloch kann mehrere Ausstoßlöcher umfassen.
Die umlaufende Spirale 330 kann eine umlaufende Kopfplatte 331, die zwischen dem Hauptrahmen 310 und der festen Spirale 320 eingerichtet ist, und eine umlaufende Windung 331, die eingerichtet ist, um in Zusammenwirkung mit der festen Windung 323 auf der umlaufenden Kopfplatte 331 die Kompressionskammer zu definieren, umfassen.
Die umlaufende Spirale 330 kann ferner ein umlaufendes Durchgangsloch 338 umfassen, das durch die umlaufende Kopfplatte 331 ausgebildet ist, so dass die Drehwelle 230 drehbar mit dem umlaufenden Durchgangsloch gekoppelt wird.
Die Drehwelle 230 kann derart ausgebildet sein, dass ein Teil davon, der mit dem umlaufenden Durchgangsloch 338 gekoppelt ist, exzentrisch eingerichtet ist. Wenn sich folglich die Drehwelle 230 dreht, kann sich die umlaufende Spirale 330 in Eingriff mit der festen Spirale 320 entlang der festen Windung 323 der festen Spirale 320 bewegen, um das Kältemittel zu komprimieren.
Insbesondere kann die Drehwelle 230 eine Hauptwelle 231, die von der Antriebseinheit 200 gedreht wird, und eine Lagereinheit 232, die mit der Hauptwelle 231 verbunden ist, um mit der Hauptwelle 231 drehbar gekoppelt zu werden, umfassen. Der Lagerteil 232 kann als ein von der Hauptwelle 231 getrenntes Element bereitgestellt werden, um die Hauptwelle 231 darin aufzunehmen, oder kann mit der Hauptwelle 231 integriert werden.
Die Lagereinheit 232 kann einen Hauptlagerabschnitt 232c, der in den Hauptwellenhalteabschnitt 318 des Hauptrahmens 310 eingesetzt ist und von diesem gehalten wird, einen festen Lagerabschnitt 232a, der in den festen Wellenhalteabschnitt 3281 der festen Spirale 320 eingesetzt ist und von diesem gehalten wird, und eine exzentrische Welle 232b, die zwischen dem Hauptlagerabschnitt 232c und dem festen Lagerabschnitt 232a eingerichtet ist und in das umlaufende Durchgangsloch 338 der umlaufenden Spirale 330 eingesetzt ist, umfassen.
Hier können der Hauptlagerabschnitt 232c und der feste Lagerabschnitt 232a koaxial eingerichtet sein, so dass sie die gleiche Achsenmitte haben, und der Schwerpunkt des exzentrischen Abschnitts 232b kann derart eingerichtet sein, dass er in Bezug auf den Hauptlagerabschnitt 232c oder den festen Lagerabschnitt 232a radial exzentrisch ist. Außerdem kann die exzentrische Welle 232b einen Außendurchmesser haben, der größer als ein Außendurchmesser des Hauptlagerabschnitts 232c und ein Außendurchmesser des festen Lagerabschnitts 232a ist. Wenn sich somit die Lagereinheit 232 dreht, kann die exzentrische Welle 232b die Kraft zum Komprimieren des Kältemittels bereitstellen, während sie bewirkt, dass die umlaufende Spirale 330 eine Umdrehungsbewegung macht. Außerdem kann die exzentrische Welle 232b bewirken, dass die umlaufende Spirale 330 regelmäßig eine umlaufende Bewegung auf der festen Spirale 320 macht.
Um zu verhindern, dass die umlaufende Spirale 330 sich auf ihrer eigenen Achse dreht, kann der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung ferner einen Oldham-Ring 340 umfassen, der mit einem oberen Abschnitt der umlaufenden Spirale 330 gekoppelt ist. Der Oldham-Ring 340 kann zwischen der umlaufenden Spirale 330 und dem Hauptrahmen 310 eingerichtet sein, um sowohl die umlaufende Spirale 330 als auch den Hauptrahmen 310 zu kontaktieren. Der Oldham-Ring 340 kann eingerichtet sein, um sich in die vier Richtungen vorn, hinten, links und rechts linear zu bewegen, um zu verhindern, dass die umlaufende Spirale 330 sich auf ihrer eigenen Achse dreht.
Die Drehwelle 230 kann derart eingerichtet sein, dass sie von der Kompressionseinheit 300 vorsteht, indem sie vollständig durch die feste Spirale 320 geht. Als ein Ergebnis können das Äußere der Kompressionseinheit 300, das in der Abschirmungshülle 130 gelagerte Öl und die Drehwelle 230 einander direkt kontaktieren, und das Öl kann in die Kompressionseinheit 300 zugeführt werden, wenn sich die Drehwelle 230 dreht.
Das Öl kann durch die Drehwelle 230 an die Kompressionseinheit 300 zugeführt werden. Die Drehwelle 230 kann mit einem Ölzuführungsdurchgang 234 zum Zuführen des Öls an die Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c, die Außenumfangsoberfläche des festen Lagerabschnitts 232a und die Außenumfangsoberfläche der exzentrischen Welle 232b versehen sein.
Außerdem können mehrere Löcher 234a, 234b, 234c und 234d in dem Ölzuführungsdurchgang 234 ausgebildet sein. Insbesondere können die Öllöcher ein erstes Ölloch 234a, ein zweites Ölloch 234b, ein drittes Ölloch 234d und ein viertes Ölloch 234e umfassen. Das erste Ölloch 234a kann durch die Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c ausgebildet sein.
Insbesondere kann sich das erste Ölloch 234a von dem Ölzuführungsdurchgang 234 in einer durchdringenden Weise zu der Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c erstrecken. Ferner kann das erste Ölloch 234a in einer durchdringenden Weise durch einen oberen Abschnitt 232 der Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c ausgebildet sein, aber Ausführungsformen sind nicht darauf beschränkt. Das heißt, es kann in einer durchdringenden Weise durch einen unteren Abschnitt der Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c ausgebildet sein. Als Referenz kann das erste Ölloch 234a im Gegensatz zu dem einen in der Zeichnung gezeigten mehrere Löcher umfassen. Wenn das erste Ölloch 234a mehrere Löcher umfasst, können die Löcher nur in dem oberen oder unteren Abschnitt der Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c ausgebildet sein oder können sowohl in den oberen als auch unteren Abschnitten der Außenumfangsoberfläche des Hauptlagerabschnitts 232c ausgebildet sein.
Die Drehwelle 230 kann eine Ölzuführung 233, die durch einen Dämpfer 500, der später beschrieben wird, eingerichtet ist, umfassen, um das in dem Gehäuse 100 gelagerte Öl zu kontaktieren. Die Ölzuführung 233 kann eine Verlängerungswelle 233a, die durch den Dämpfer 500 eingerichtet ist, um das Öl zu kontaktieren, und eine Spiralnut 233b, die in einer Spiralform auf der Außenumfangsoberfläche der Verlängerungswelle 233a ausgebildet ist, um mit dem Zuführungsdurchgang 234 in Verbindung zu stehen, umfassen.
Wenn sich folglich die Drehwelle 230 dreht, steigt Öl aufgrund der Spiralnut 233b, der Viskosität des Öls und einer Druckdifferenz zwischen dem Hochdruckbereich und dem Zwischendruckbereich in der Kompressionseinheit 300 durch die Ölzuführung 233 und den Zuführungsdurchgang 234 hoch und wird dann durch die mehreren Öllöcher abgegeben. Das durch die mehreren Öllöcher 234a, 234b, 234d und 234e abgegebene Öl kann einen Ölfilm zwischen der festen Spirale 250 und der umlaufenden Spirale 240 bilden, um den luftdichten Zustand aufrechtzuerhalten, und kann durch Reibung zwischen Komponenten der Kompressionseinheit 300 erzeugte Wärme abführen.
Das entlang der Drehwelle 230 geleitete Öl kann durch das erste Ölloch 234a zugeführt werden, um den Hauptrahmen 310 und die Drehwelle 230 zu schmieren. Außerdem kann das Öl durch das zweite Ölloch 234b abgegeben werden und an die obere Oberfläche der umlaufenden Spirale 240 zugeführt werden. Das Öl, das an die obere Oberfläche der umlaufenden Spirale 240 zugeführt wird, kann durch die Öltasche 314 zu einer Zwischendruckkammer geleitet werden. Als Referenz kann das durch das erste Ölloch 234a oder das dritte Ölloch 234d ebenso wie das das zweite Ölloch 234b abgegebene Öl an die Öltasche 314 zugeführt werden.
Das entlang der Drehwelle 230 geleitete Öl kann an den Oldham-Ring 340, der zwischen der umlaufenden Spirale 240 und dem Hauptrahmen 230 eingerichtet ist, und die feste Seitenplatte 322 der festen Spirale 320 zugeführt werden. Dadurch kann die Abnutzung der festen Seitenplatte 322 der festen Spirale 320 und des Oldham-Rings 340 verringert werden. Außerdem kann das an das dritte Ölloch 234c zugeführte Öl an die Kompressionskammer zugeführt werden, wodurch der Verschleiß der umlaufenden Spirale 330 und der festen Spirale 320, der durch Reibung zwischen ihnen verursacht wird, verringert wird. Ferner kann das Öl einen Ölfilm bilden und Wärme abführen, wodurch der Kompressionswirkungsgrad verbessert wird.
Während der Kompressor 10 als eine Zentrifugalölzuführungsstruktur habend, in der Öl unter Verwendung der Drehung der Drehwelle 230 an die Lager zugeführt wird, dargestellt wird, ist dies lediglich eine Ausführungsform. Der Kompressor 10 kann eine Differenzdruck-Ölzuführungsstruktur, in der Öl unter Verwendung der Druckdifferenz in dem Kompressor 300 zugeführt wird, und eine Ölzwangszuführungsstruktur, in der Öl durch eine Trochoidpumpe oder Ähnliches zugeführt wird, verwenden.
Das komprimierte Kältemittel wird entlang des Raums, der durch die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 definiert wird, zu dem Ausstoßloch 326 ausgestoßen. Es kann vorteilhafter sein, das Ausstoßloch 326 derart einzurichten, dass es dem Ausstoßabschnitt 121 zugewandt ist. Dies liegt daran, dass das von dem Ausstoßloch 326 ausgestoßene Kältemittel zu dem Ausstoßabschnitt 121 ausgestoßen werden kann, ohne eine wesentliche Änderung in der Strömungsrichtung zu erfahren.
Da die Kompressionseinheit 300 jedoch auf der Seite der Antriebseinheit 200, die von dem Ausstoßabschnitt 121 abgewandt ist, eingerichtet ist, und die feste Spirale 320 an der äußersten Seite der Kompressionseinheit 300 eingerichtet sein sollte, wird das Kältemittel von dem Ausstoßloch 326 in eine Richtung weg von dem Ausstoßabschnitt 121 gesprüht.
Mit anderen Worten ist das Ausstoßloch 326 in der festen Kopfplatte 321 ausgebildet, um das Kältemittel in die Richtung weg von dem Ausstoßabschnitt 121 auszustoßen. Wenn das Kältemittel direkt in das Ausstoßloch 326 gesprüht wird, kann das Kältemittel nicht reibungslos zu dem Ausstoßabschnitt 121 ausgestoßen werden. Wenn ferner Öl in der Abschirmungshülle 130 gelagert wird, besteht eine Möglichkeit, dass das Kältemittel durch das Öl gekühlt oder damit vermischt wird.
Um derartige Themen zu verhindern, kann der Kompressor 10 ferner einen Dämpfer 500, der mit einem äußersten Abschnitt der festen Spirale 320 gekoppelt ist, umfassen, um einen Raum zum Leiten des Kältemittels zu dem Ausstoßabschnitt 121 bereitzustellen.
Der Dämpfer 500 kann derart eingerichtet sein, dass er eine Oberfläche der festen Spirale 320, die auf einer von dem Ausstoßabschnitt 121 abgewandten Seite eingerichtet ist, abdichtet, um das von der festen Spirale 320 ausgestoßene Kältemittel zu dem Ausstoßabschnitt 121 zu leiten.
Der Dämpfer 500 kann einen Kopplungskörper 520, der mit der festen Spirale 320 gekoppelt ist, und einen Aufnahmekörper 510, der sich von dem Kopplungskörper 520 erstreckt, um einen abgedichteten Raum zu definieren, umfassen. Somit kann das Kältemittel, das durch das Ausstoßloch 326 gesprüht wird, zu dem Ausstoßabschnitt 121 ausgestoßen werden, während seine Strömungsrichtung entlang des durch den Dämpfer 500 definierten Raums geändert wird.
Da die feste Spirale 320 mit der Aufnahmehülle 110 gekoppelt ist, kann das Kältemittel aufgrund der Störung der festen Spirale 320 in seiner Bewegung zu dem Ausstoßabschnitt 121 beschränkt werden. Folglich kann die feste Spirale 320 ferner ein Umleitungsloch 327 umfassen, das es dem Kältemittel, das die feste Kopfplatte 321 durchläuft, erlaubt, die feste Spirale 320 zu durchlaufen. Das Umleitungsloch 327 kann derart ausgebildet sein, dass es mit dem Hauptloch 327 in Verbindung steht. Folglich kann das Kältemittel die Kompressionseinheit 300 durchlaufen und über die Antriebseinheit 200 zu dem Ausstoßabschnitt 121 ausgestoßen werden.
Da das Kältemittel mit einem höheren Druck im Inneren der festen Windung 323 als auf der Außenumfangsoberfläche der festen Windung 323 komprimiert wird, wird das Innere der festen Windung 323 und der Wendewindung 333 auf einem hohen Druck gehalten. Daher wird der Ausstoßdruck auf die Rückoberfläche der umlaufenden Spirale angewendet, und der Gegendruck wirkt als eine Reaktion von der umlaufenden Spirale in Richtung der festen Spirale. Der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Gegendruckdichtung 350 umfassen, die konfiguriert ist, um den Gegendruck auf Kopplungsabschnitte der umlaufenden Spirale 330 und die Drehwelle 230, die miteinander gekoppelt sind, zu konzentrieren und ein Auslaufen durch eine Lücke zwischen der umlaufenden Windung 333 und der festen Windung 323 zu verhindern.
Die Gegendruckdichtung 350 ist in einer Ringform ausgebildet, um ihre Innenumfangsoberfläche auf einem hohen Druck zu halten und ihre Außenumfangsoberfläche auf einem Zwischendruck, der niedriger als der Hochdruck ist, zu halten. Daher wird der Gegendruck auf die Innenumfangsoberfläche der Gegendruckdichtung 350 konzentriert, um die umlaufende Spirale 330 in engen Kontakt mit der festen Spirale 320 zu bringen.
In diesem Fall kann unter Berücksichtigung, dass das Ausstoßloch 326 beabstandet von der Drehwelle 230 eingerichtet ist, die Gegendruckdichtung 350 ebenfalls derart eingerichtet werden, dass ihre Mitte in Richtung des Ausstoßlochs 326 beeinflusst wird. Das an die Kompressionseinheit 300 zugeführte Öl oder das in dem Gehäuse 100 gelagerte Öl können sich zusammen mit dem Kältemittel zu dem oberen Abschnitt des Gehäuses 100 bewegen, während das Kältemittel zu dem Ausstoßabschnitt 121 ausgestoßen wird. Zu dieser Zeit ist das Öl dichter als das Kältemittel. Folglich bewegt sich das Öl aufgrund der von dem Rotor 220 erzeugten Zentrifugalkraft nicht zu dem Ausstoßabschnitt 121 und haftet an den Innenwänden der Ausstoßhülle 110 und der Aufnahmehülle 120. In dem Spiralkompressor 10 können die Antriebseinheit 200 und die Kompressionseinheit 300 auf ihrer Außenumfangsoberfläche mit einem Rückgewinnungsdurchgang versehen sein, um das an der Innenwand des Gehäuses 100 haftende Öl an den Ölvorratsbehälterraum des Gehäuses 100 oder der Abschirmungshülle 130 rückzuführen.
Der Rückführungsdurchgang kann einen Antriebsrückgewinnungsdurchgang 201, der auf der Außenumfangsoberfläche der Antriebseinheit 200 bereitgestellt ist, einen Kompressionsrückgewinnungsdurchgang 301, der auf der Außenumfangsoberfläche der Kompressionseinheit 300 bereitgestellt ist, und einen Dämpferrückgewinnungsdurchgang 501, der auf der Außenumfangsoberfläche des Dämpfers 500 bereitgestellt ist, umfassen.
Der Antriebsrückgewinnungsdurchgang 201 kann ausgebildet werden, indem ein Teil der Außenumfangsoberfläche des Stators 210 eingebeult wird, und der Kompressionsrückgewinnungsdurchgang 301 kann ausgebildet werden, indem ein Teil der Außenumfangsoberfläche der festen Spirale 320 eingebeult wird. Außerdem kann der Dämpferrückgewinnungsdurchgang 501 ausgebildet werden, indem ein Teil der Außenumfangsoberfläche des Dämpfers eingebeult wird. Der Antriebsrückgewinnungsdurchgang 201, der Kompressionsrückgewinnungsdurchgang 301 und der Dämpferrückgewinnungsdurchgang 501 können miteinander in Verbindung stehen, um zuzulassen, dass Öl durch sie hindurchgeht.
Da der Schwerpunkt der Drehwelle 230, wie vorstehend beschrieben, aufgrund der exzentrischen Welle 232b zu einer Seite beeinflusst ist, kann während der Drehung ein unausgeglichenes exzentrisches Moment erzeugt werden, wodurch bewirkt wird, dass das Gesamtgleichgewicht verlorengeht. Folglich kann der Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung ferner ein Ausgleichselement 400 umfassen, das fähig ist, das exzentrische Moment, das aufgrund der exzentrischen Welle 232b auftreten kann, aufzufangen.
Da die Kompressionseinheit 300 an dem Gehäuse 100 befestigt ist, ist das Ausgleichselement 400 vorzugsweise mit der drehbar eingerichteten Drehwelle 230 oder dem Rotor 220 gekoppelt. Folglich ist das Ausgleichselement 400 mit einem zentralen Ausgleichselement 420, das an einem unteren Ende des Rotors 220 oder einer Oberfläche des Rotors 220, die der Kompressionseinheit 300 zugewandt ist, bereitgestellt ist, um die exzentrische Last der exzentrischen Welle 232b aufzufangen oder zu verringern, und einem äußeren Ausgleichselement, das mit dem oberen Ende des Rotors 220 oder der entgegengesetzten Oberfläche des Rotors 220, die dem Ausstoßabschnitt 121 zugewandt ist, gekoppelt ist, um die exzentrische Last oder das exzentrische Moment der exzentrischen Welle 232b und/oder des unteren Ausgleichselements 420 aufzufangen, versehen.
Da das zentrale Ausgleichselement 420 relativ nahe an der exzentrischen Welle 232b eingerichtet ist, kann das zentrale Ausgleichselement 420 die exzentrische Last der exzentrischen Welle 232b direkt auffangen. Daher kann das zentrale Ausgleichselement 420 exzentrisch zu einer Seite entgegengesetzt zu der Seite, an der die exzentrische Welle 232b exzentrisch positioniert ist, positioniert werden. Als ein Ergebnis kann das zentrale Ausgleichselement, ob die Drehwelle 230 sich mit einer niedrigen Geschwindigkeit oder einer hohen Geschwindigkeit dreht, die exzentrische Kraft oder die exzentrische Last, die von der exzentrischen Welle 232b erzeugt wird, fast gleichmäßig und wirksam auffangen, da sein Abstand von der exzentrischen Welle 232b kurz ist.
Das äußere Ausgleichselement 410 kann zu einer Seite entgegengesetzt zu der Seite, an der die exzentrische Welle 232b exzentrisch positioniert ist, exzentrisch positioniert sein. Jedoch kann das äußere Ausgleichselement 410 auf einer Seite, die der exzentrischen Welle 232b entspricht, exzentrisch eingerichtet sein, um die durch das zentrale Ausgleichselement 420 erzeugte exzentrische Last teilweise aufzufangen.
Somit können das zentrale Ausgleichselement 420 und das äußere Ausgleichselement 410 die Drehwelle 230 in der stabilen Drehung unterstützen, indem sie das exzentrische Moment, das aufgrund der exzentrischen Welle 232b erzeugt wird, auffangen.
In dem Spiralkompressor erstrecken sich die feste Windung 232 und die umlaufende Windung 333 in einer logarithmischen Spiralform oder einer Evolventenform radial um die Mitte der festen Spirale 320. Folglich wird der höchste Druck auf die Mitte der festen Spirale 320 angewendet, und auf diese Weise wird das Ausstoßloch 326 in der Mitte bereitgestellt.
Jedoch erstrecken sich in dem Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 von dem festen Wellenhalteabschnitt 3281 radial, da die Drehwelle 320 durch die Mitte der festen Spirale 320 gehend eingerichtet ist. Folglich ist in dem Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung der Radius der festen Windung 323 und der umlaufenden Windung 333 größer als in dem herkömmlichen Spiralkompressor. Als ein Ergebnis kann das Ausbilden der festen Windung 323 und der umlaufenden Windung 333 gemäß der Form des herkömmlichen Spiralkompressors das Kompressionsverhältnis verringern und ein Risiko haben, die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 zu schwächen und zu verformen.
Um dieses Thema in dem Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung zu behandeln, können die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 durch eine Kombination mehrerer kreisförmiger Bögen, deren Krümmung sich fortlaufend ändert, ausgebildet werden. Zum Beispiel können die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 als eine Hybridwindung, die ausgebildet ist, indem 20 oder mehr kreisförmige Bögen kombiniert werden, bereitgestellt werden.
Selbst in diesem Fall kann das Ausstoßloch 326 jedoch nicht in der Mitte der Windung positioniert werden, da die Drehwelle 230 durch die Mitte der festen Spirale 320 gehend eingerichtet ist. Folglich kann der Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung in der Innenumfangsoberfläche und der Außenumfangsoberfläche des mittleren Abschnitts der umlaufenden Spiralwindung jeweils mit Ausstoßlöchern 326a und 326b versehen sein (siehe 6).
Während des Niederlastbetriebs, der die Teillast umfasst, kann das Kältemittel in dem Raum, der mit den Ausstoßlöchern 326a und 326b versehen ist, übermäßig komprimiert werden, wodurch der Wirkungsgrad verschlechtert wird. In dieser Hinsicht können ferner mehrere Ausstoßlöcher entlang der Innenumfangsoberfläche oder der Außenumfangsoberfläche der umlaufenden Windung (ein mehrstufiges Ausstoßsystem) bereitgestellt werden.
Der Spiralkompressor 10 der vorliegenden Erfindung darf kein Ausstoßventil zum wahlweisen Blockieren der mehreren Ausstoßlöcher 326 umfassen. Dies ist dafür gedacht, zu verhindern, dass Stoßgeräusche, die erzeugt werden, wenn das Ausstoßventil mit der festen Spirale 320 zusammenstößt, erzeugt werden.
Bezugnehmend auf 1(b) ist die Kompressionseinheit 300 an dem Gehäuse 100 befestigt, und der Rotor 220 ist von dem Stator 210 getrennt, um sich zu drehen. Folglich kann ein Ende der Drehwelle 230, das mit der Kompressionseinheit 300 gekoppelt ist, gehalten werden, aber ihr entgegengesetztes Ende, das mit der Antriebseinheit 200 gekoppelt ist, kann weder befestigt noch gehalten werden. Folglich kann das eine Ende der Drehwelle 230 als ein festes Ende gehalten werden, aber das entgegengesetzte Ende wird als ein freies Ende bereitgestellt und wird nicht gehalten. Daher kann die Drehwelle 230 als eine Struktur wie ein Auslegerarm im Inneren des Gehäuses 100 gehalten werden.
In dieser Konfiguration bedeutet das Installieren des Ausgleichselements 400 auf der Antriebseinheit 200, dass ferner die Last des Ausgleichselements 400 an einem Abschnitt hinzugefügt wird, von dem die Drehwelle 230 nicht gehalten wird. Selbst wenn die Last des Ausgleichselements 400 eingerichtet ist, um die Exzentrizität der exzentrischen Welle 232b zu kompensieren, wird mit anderen Worten die Last des Ausgleichselements 400 zu dem freien Ende der Drehwelle 230 hinzugefügt.
Daher erzeugt das Ausgleichselement 400 das Biegemoment auf der Drehwelle 230. Wenn sich außerdem die Drehwelle 230 mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, wirkt das Ausgleichselement 400 als eine Ursache der Erzeugung eines größeren Biegemoments und von Schwingungen.
Insbesondere, wenn das äußere Ausgleichselement 410 installiert ist, kann es das größte Biegemoment auf der Drehwelle 230 erzeugen, da das äußere Ausgleichselement 410 am weitesten von dem festen Ende der Drehwelle 230 entfernt eingerichtet ist.
Wenn sich die Drehwelle 230 als ein Ergebnis mit einer hohen Geschwindigkeit oder oberhalb eines vorgegebenen Pegels dreht, kann aufgrund der Last des Ausgleichselements 400 ein zusätzliches Biegemoment auf der Drehwelle 230 erzeugt werden und kann somit die Drehwelle 230 in einem vorgegebenen Winkel biegen.
In diesem Fall kann ein größeres Biegemoment erzeugt werden, wenn die Drehwelle 230 sich mit einer höheren Geschwindigkeit dreht. Da der Rotor 220 und der Stator 210 dichter beieinander sind, können sie somit Reibung bewirken oder miteinander zusammenstoßen. Außerdem kann die Drehwelle 230 plastisch verformt und vollständig gebogen werden.
Dabei können die Haltbarkeit und Stabilität des Spiralkompressors 10 erheblich verringert werden, oder die volle Leistungsfähigkeit kann nicht gezeigt werden, während nicht zugelassen wird, dass die Drehwelle 230 über eine kritische Geschwindigkeit hinaus angetrieben wird, jenseits welcher die Drehwelle 230 dem von dem Ausgleichselement 400 erzeugten Biegemoment nicht standhalten kann.
2 zeigt die Struktur des Kompressors 10 der vorliegenden Erfindung, die das vorstehend erwähnte Thema behandeln kann.
Der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung kann abgesehen von der Form und der Installationsposition des Ausgleichselements die gleiche Struktur wie der vorstehend beschriebene Spiralkompressor haben.
2(a) zeigt die innere Struktur des Gehäuses 100 des Kompressors 10, und 2(b) zeigt die Struktur eines Wellenausgleichselements 600 des Kompressors 10.
Bezugnehmend auf 2(a) kann das Ausgleichselement 400 des Kompressors 10 ferner ein Wellenausgleichselement 600 umfassen, das mit der Drehwelle 230, die von der Kompressionseinheit 300 in eine Richtung weg von dem Ausstoßabschnitt 121 vorsteht, drehbar gekoppelt ist. Das Wellenausgleichselement 600 kann eingerichtet sein, um die exzentrische Last der exzentrischen Welle 232b aufzufangen.
Das Wellenausgleichselement 600 kann von der Kompressionseinheit 300 nach außen oder unten vorstehen, um mit der Drehwelle 230 gekoppelt zu werden. Die Drehwelle 230 kann ferner einen Ausgleichselement-Kopplungsabschnitt 235 umfassen, der zwischen das Ölfilter 233 und den Hauptlagerabschnitt 232c gekoppelt werden oder die Kopplungsposition des Wellenausgleichselements 600 bestimmen kann.
Als ein Ergebnis kann das Wellenausgleichselement 600 nicht mit dem freien Ende der Drehwelle 230, das mit der Antriebseinheit 200 gekoppelt ist, gekoppelt werden, sondern kann in der Nähe des festen Endes der Drehwelle 230, das mit der Kompressionseinheit 300 gekoppelt ist, gekoppelt werden.
Somit kann das Wellenausgleichselement 600 in einem kurzen Abstand von dem festen Ende positioniert werden und darf nicht zu einer Last des feien Endes der Drehwelle 230 beitragen, mit welcher der Antrieb 200 gekoppelt ist. Mit anderen Worten kann das durch das Wellenausgleichselement 600 erzeugte Biegemoment kleiner als die durch das äußere Ausgleichselement 410 und das zentrale Ausgleichselement 420 erzeugten Biegemomente sein. Selbst wenn die Drehwelle 230 sich außerdem mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, kann das Biegen der Drehwelle 230 in einem maximalen Maß verhindert werden.
Außerdem ist das Wellenausgleichselement 600 auf einer Seite der Kompressionseinheit 300 entgegengesetzt zu der Seite, auf der das äußere Ausgleichselement 401 und das zentrale Ausgleichselement 420 eingerichtet sind, eingerichtet. Folglich kann das Wellenausgleichselement 600 über eine Länge, die der Länge entspricht, um die das zentrale Ausgleichselement 420 von der Kompressionseinheit 300 beabstandet ist, mit der Kompressionseinheit 300 gekoppelt werden oder kann gekoppelt werden, während es um eine Länge beabstandet ist, die kleiner als die Länge ist, um die das äußere Ausgleichselement 410 von der Kompressionseinheit 300 beabstandet ist. Als ein Ergebnis kann das Wellenausgleichselement 600 die exzentrische Last der exzentrischen Welle 232b zusammen mit dem zentralen Ausgleichselement 420 und dem äußeren Ausgleichselement 410 in einer ausgeglichenen Weise auffangen.
Da das Wellenausgleichselement 600 außerdem die Last der exzentrischen Welle 232b zusammen mit dem zentralen Ausgleichselement 420 hinreichend auffangen kann, kann das äußere Ausgleichselement 410 von dem Kompressor 410 weggelassen werden.
Folglich kann der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung wenigstens einen Teil der Last, die zu dem freien Ende der Drehwelle 230 hinzugefügt wird, beseitigen. Selbst wenn die Drehwelle 230 sich daher mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, kann das an dem freien Ende der Drehwelle 230 erzeugte Biegemoment minimiert werden, und somit kann verhindert werden, dass die Drehwelle 230 gebogen wird.
Da das äußere Ausgleichselement 410 außerdem weggelassen wird, kann die Lücke zwischen der Antriebseinheit 200 und dem Ausstoßabschnitt 121 entsprechend verschmälert werden. Daher kann das Totvolumen im Inneren des Gehäuses 100 erheblich verringert werden, und somit kann die Leistung des Kompressors 10 weiter verbessert werden.
Wie in 2 gezeigt, kann das Wellenausgleichselement 600 außerhalb des Dämpfers 500 mit der Drehwelle 230 gekoppelt werden. Folglich kann verhindert werden, dass das Wellenausgleichselement 600 das aus der Kompressionseinheit 300 ausgestoßene Kältemittel kontaktiert. Als ein Ergebnis kann verhindert werden, dass die Drehwelle 230 gebogen wird, ohne die Leistung des Kompressors 10 zu verschlechtern.
Bezugnehmend auf 2(b) kann das Wellenausgleichselement 600 einen exzentrischen Abschnitt 610 umfassen, der mit der Drehwelle 230 gekoppelt ist, um sich zusammen mit der Drehwelle 230 zu drehen.
Der exzentrische Abschnitt 610 kann in jeder Form ausgebildet werden, solange er die exzentrische Last der exzentrischen Welle 232b auffangen oder kompensieren kann. Zum Beispiel kann der exzentrische Abschnitt 610 einen Lastabschnitt 612, der in einer Scheibenform ausgebildet ist, umfassen, um die Rotationsträgheit I zu minimieren.
Der Lastabschnitt 612 kann einen Lastkörper 612a, der einen Hauptkörper definiert, ein Lastdurchgangsloch 612b, durch das die Drehwelle 230 eingerichtet ist, so dass sie durch den Lastkörper 612a geht, und einen Ausgleichsabschnitt 312, der durch Abschneiden oder Durchdringen eines Teils des Lastkörpers 612a, welcher der exzentrischen Welle 232b entspricht, oder konkaves Ausbilden des Teils, welcher der exzentrischen Welle 232b entspricht, so dass er dünn ist und eine exzentrische Last auf dem Lastkörper 612a erzeugt, bereitgestellt wird, umfassen.
Als ein Ergebnis kann der Ausgleichsabschnitt 612b die Last des Lastkörpers 612a auf einer Seite entgegengesetzt zu der Seite, auf der die Last der exzentrischen Welle 232b angeordnet ist, exzentrisch anordnen. Wenn sich der exzentrische Abschnitt 610 folglich dreht, kann er das exzentrische Moment der exzentrischen Welle 232b auffangen, indem er ein zu dem der exzentrischen Welle 232b entgegengesetztes exzentrisches Moment erzeugt.
Der exzentrische Abschnitt 610 kann mit dem in dem unteren Abschnitt des Gehäuses 100 gelagerten Öl in Kontakt gebracht werden oder in das Öl eingetaucht werden. In diesem Fall kann er mit dem Öl zusammenstoßen, um einen unnötigen Widerstand zu erzeugen, da der exzentrische Abschnitt 610 aufgrund des Ausgleichsabschnitts 612d keine glatte oder flache Oberfläche ist.
Um einen derartigen Zusammenstoß zu verhindern, kann das Wellenausgleichselement 600 der vorliegenden Erfindung ferner Abdeckungen 611 und 613 umfassen, um den Ausgleichsabschnitt 612d abzuschirmen, um zu verhindern, dass der Ausgleichsabschnitt 612d nach außen freiliegt.
Die Abdeckungen 611 und 613 können eine Form haben, die dem exzentrischen Abschnitt 610 entspricht, und können mit einer Oberfläche oder beiden Oberflächen des exzentrischen Abschnitts 610 gekoppelt sein, um den Ausgleichsabschnitt 612b abzuschirmen.
Wenn folglich die Oberfläche des Lastkörpers 612a aufgrund des Ausgleichsabschnitts 612d nicht glatt ist, können die Abdeckungen 611 und 613 die gleiche Wirkung erzeugen, wie sie erhalten wird, wenn die Oberfläche des exzentrischen Teils 610 flach ist. Daher kann die Reibung zwischen dem exzentrischen Abschnitt 610 und dem Fluid minimiert werden.
Wenn der Ausgleichsabschnitt 612d auf einer Oberfläche des Lastkörpers 612a konkav ausgebildet wird, kann nur eine Abdeckung 611, 613 bereitgestellt werden, um mit der einen Oberfläche gekoppelt zu werden, die mit dem Ausgleichsabschnitt 612d versehen ist. Wenn der Ausgleichsabschnitt 612d bereitgestellt wird, indem der Lastkörper 612a abgeschnitten oder durchdrungen wird, können die Abdeckungen 611 und 613 eine Innenabdeckung 613, die mit einer Oberfläche des Lastkörpers 612 gekoppelt ist, und eine Außenabdeckung 613, die mit einer entgegengesetzten Oberfläche des Lastkörpers 612a gekoppelt ist, umfassen.
Die Innenabdeckung 611 kann einen Innenabdeckungskörper 611a mit einer Fläche, die der Außenumfangsoberfläche des Lastabschnitts 612 entspricht, und ein inneres Durchgangsloch 611b, das durch den Abdeckungskörper ausgebildet und mit der Drehwelle gekoppelt ist, umfassen. Die Außenabdeckung 613 kann einen Außenabdeckungskörper 613a mit einer Fläche, die der Außenumfangsoberfläche des Lastabschnitts 612 entspricht, und einem äußeren Durchgangsloch 613b, das durch den Außenabdeckungskörper ausgebildet und mit der Drehwelle gekoppelt ist, umfassen. Der Innenabdeckungskörper 611a und der Außenabdeckungskörper 613a können eingerichtet werden, um die entgegengesetzte Oberfläche des exzentrischen Abschnitts 610 zu definieren, um den Ausgleichsabschnitt 612 abzuschirmen.
Der Lastabschnitt 612 und die Abdeckungen 611 und 613 können ferner Kopplungsabschnitte umfassen, die miteinander gekoppelt sind. Die Kopplungsabschnitte können durch ein getrenntes Kopplungselement gekoppelt werden oder können eine Struktur, wie etwa einen Haken oder Ähnliches haben und somit miteinander in Eingriff gebracht werden oder lösbar miteinander gekoppelt werden.
Zum Beispiel kann wenigstens ein Körperkopplungsabschnitt 612c, in den ein getrennter Bolzen eingesetzt werden kann, um damit gekoppelt zu werden, auf der Außenumfangsoberfläche des Lastkörpers 5612a bereitgestellt werden, und die Innenabdeckung 611 kann einen inneren Kopplungsabschnitt 611c umfassen, der an einer Position, die dem Körperkopplungsabschnitt 612c entspricht, bereitgestellt werden kann, so dass der Bolzen in ihn eingesetzt werden kann, um gekoppelt zu werden. Außerdem umfasst die Außenabdeckung 613 einen äußeren Kopplungsabschnitt 613c, der an einer Position bereitgestellt ist, die dem Körperkopplungsabschnitt 612c entspricht, so dass der Bolzen darin eingesetzt werden kann, um gekoppelt zu werden. Folglich können der innere Kopplungsabschnitt 611c, der Körperkopplungsabschnitt 612c und der äußere Kopplungsabschnitt 613c mit einem Bolzen fest miteinander gekoppelt werden.
3 stellt Ausführungsformen dar, in denen das Wellenausgleichselement 600 des Kompressors 10 der vorliegenden Erfindung den Widerstand gegen ein Fluid, der aufgrund der Viskosität des Fluids auftritt, minimieren kann.
Da das Wellenausgleichselement 600 des Kompressors 10 derart eingerichtet ist, dass es nach außerhalb der Kompressionseinheit 300 freiliegt, kann ein Teil des Wellenausgleichselements 600 zu dem in dem Gehäuse 100 gelagerten Öl freiliegen. Wenn der Ausstoßabschnitt 121 ferner oberhalb der Kompressionseinheit 300 eingerichtet ist, kann das Wellenausgleichselement 600 wenigstens teilweise in das Öl eingetaucht werden, das in dem unteren Abschnitt des Gehäuses 100 gelagert ist. Außerdem kann das Wellenausgleichselement 600 verschiedene Arten von Fluiden einschließlich Luft in dem Gehäuse 100 kontaktieren.
Wenn die Drehwelle 230 sich mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, wobei das Lastausgleichselement 600 ein Fluid, wie etwa das Öl oder die Luft kontaktiert, kann aufgrund des Wellenausgleichselements 600 und des durch die Viskosität des Fluids bewirkten Widerstand und Wirbeln des Öls ein beträchtlicher Energieverlust auftreten.
Folglich kann der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung wenigstens einen Teil des Wellenausgleichselements 600 durch den Dämpfer 500 aufnehmen, um zu verhindern, dass wenigstens ein Teil der Außenumfangsoberfläche des Wellenausgleichselements freigelegt wird.
Das heißt, der Dämpfer 500 kann eingerichtet werden, um den exzentrischen Abschnitt 610 aufzunehmen, um zu verhindern, dass die Außenumfangsoberfläche des exzentrischen Abschnitts 610 nach außen freiliegt.
Insbesondere kann der Dämpfer 500 einen Kopplungsabschnitt 520, der mit der festen Spirale gekoppelt ist, einen Aufnahmekörper 510, der sich von dem Kopplungsabschnitt erstreckt, um einen Raum zu definieren, der zulässt, dass das Kältemittel darin strömt, und eine Vertiefung 540, die auf einer Oberfläche des Aufnahmekörpers 510 ausgebildet ist, so dass er in Richtung des Ausstoßabschnitts konkav ist, umfassen.
In einer Ausführungsform kann der Dämpfer 500 ferner einen erweiterten Abschnitt, der sich von der Außenumfangsoberfläche der Vertiefung 540 erstreckt, um die Außenumfangsoberfläche des Lastausgleichselements 600 abzuschirmen, und einen Dämpfer-Wellenhalteabschnitt 541, der konfiguriert ist, um die Drehwelle 230 auf der Innenumfangsoberfläche der Vertiefung 540 drehbar zu halten, umfassen. Der erweiterte Abschnitt 530 kann als eine freiliegende Oberfläche des Aufnahmekörpers 510 betrachtet werden, die am weitesten von dem Ausstoßabschnitt 121 beabstandet ist.
Die Vertiefung 540 kann eine Form haben, die dem Wellenausgleichselement 600 entspricht. Insbesondere kann die Vertiefung 540 einen Durchmesser, welcher der Außenumfangsoberfläche des exzentrischen Abschnitts 610 entspricht, oder der größer als der Durchmesser der Außenumfangsoberfläche ist, und eine Tiefe, die der Gesamtdicke des exzentrischen Abschnitts 610 und der Abdeckungen 611 und 613 entspricht, oder größer als die Gesamtdicke ist, haben.
Das Wellenausgleichselement 600 kann als Solches in der Vertiefung 540 aufgenommen sein. Der erweiterte Abschnitt 530 des Aufnahmekörpers 510 und die freiliegende Oberfläche des Wellenausgleichselements 600 können parallel zueinander eingerichtet sein. Dies soll verhindern, dass das Fluid, wie etwa das Öl, mit einem des erweiterten Abschnitts 530 oder des Wellenausgleichselements 600 zusammenstößt.
Wenn die Drehwelle 230 sich dreht, dreht sich der exzentrische Abschnitt 610 als ein Ergebnis zusammen mit der Drehwelle 230, aber die Vertiefung 540 ist fest. Wenn sich der exzentrische Abschnitt 610 daher mit einer hohen Geschwindigkeit dreht, kann das Maß des Kontakts zwischen der Außenumfangsoberfläche des exzentrischen Abschnitts 610 und dem Öl sehr klein sein, und folglich wird der viskose Widerstand verringert oder es kann verhindert werden, dass in dem gelagerten Öl unnötige Wirbel erzeugt werden.
4 stellt andere Ausführungsformen dar, in denen das Lastausgleichselement 600 des Kompressors 10 der vorliegenden Erfindung den Widerstand gegen ein Fluid, der aufgrund der Viskosität des Fluids auftritt, minimieren kann. Insbesondere stellt 4(a) eine Ausführungsform dar, in der das Lastausgleichselement 600 ein Gehäuse 620 umfasst, das beabstandet von dem Dämpfer 600 eingerichtet ist, um zu verhindern, dass der exzentrische Abschnitt 610 freigelegt wird. 4(b), 4(c) und 4(d) stellen verschieden Ausführungsformen des Gehäuses 620 dar.
Bezugnehmend auf 4(a) kann das Wellenausgleichselement 600 ferner ein Gehäuse 620, das mit der Drehwelle 230 gekoppelt ist, umfassen, um den exzentrischen Abschnitt 610 aufzunehmen. Das Gehäuse 620 kann den exzentrischen Abschnitt 610 vollständig aufnehmen, wodurch der exzentrische Abschnitt 610 vollständig gegen das Kontaktieren des Kältemittels oder des Öls blockiert wird.
Hier kann das Gehäuse 620 derart eingerichtet sein, dass es sich getrennt von der Drehwelle 230 dreht, wenn die Drehwelle 230 gedreht wird, oder kann derart mit der Drehwelle 230 gekoppelt werden, dass verhindert wird, dass das Gehäuse sich zusammen mit der Drehwelle 230 dreht. Folglich kann verhindert werden, dass das Gehäuse 620 viskose Reibung gegen das Öl bewirkt oder ein Wirbel in dem Öl erzeugt wird.
Bezugnehmend auf 4(b) kann das Gehäuse 620 einen Gehäusekörper 621, der konfiguriert ist, um den exzentrischen Abschnitt 610 vollständig aufzunehmen, und einen Gehäusewellenhalteabschnitt 622, der an dem Gehäusekörper bereitgestellt ist, um die Außenumfangsoberfläche der Drehwelle 230 zu umgeben, umfassen, wobei verhindert wird, dass der Gehäusewellenhalteabschnitt 622 und die Drehwelle 230 sich gleichzeitig drehen.
Der Gehäusewellenhalteabschnitt 622 kann nur an der Oberseite des Gehäusekörpers 621 oder sowohl an dessen Oberseite als auch Unterseite bereitgestellt werden. Außerdem kann sich der Gehäusewellenhalteabschnitt 622 von dem Gehäusekörper 621 der Drehwelle 230 erstrecken, um die Drehwelle 230 aufzunehmen, oder kann als ein Durchgangsloch bereitgestellt werden, das in dem Gehäusekörper 621 in einer durchdrungenen Weise ausgebildet ist, um zuzulassen, dass die Drehwelle 230 durch es hindurch eingerichtet wird.
Die Innenumfangsoberfläche des Gehäusekörpers 621 kann von der Außenumfangsoberfläche des exzentrischen Abschnitts 610 um einen vorgegebenen Abstand beabstandet sein, und somit kann zugelassen werden, dass sich der exzentrische Abschnitt 610 frei dreht, ohne den Gehäusekörper 621 zu kontaktieren. Außerdem kann der Gehäusewellenhalteabschnitt 622 einen größeren Durchmesser als die Drehwelle 230 haben. Außerdem kann der Gehäusewellenhalteabschnitt 622 an dem Dämpferwellenhalteabschnitt 541 oder dem festen Wellenhalteabschnitt der festen Spirale 330 befestigt werden und kann somit davon abgehalten werden, sich zu drehen. Wenn die Drehwelle 230 und der exzentrische Abschnitt 610 sich daher zusammen drehen, kann verhindert werden, dass das Gehäuse 620 sich dreht. Dadurch kann der durch viskosen Widerstand oder Ähnliches bewirkte Energieverlust minimiert werden.
Bezugnehmend auf 4(c) kann das Gehäuse 620 durch ein Drehlager 623 mit der Drehwelle 230 gekoppelt werden. Das Drehlager 623 kann auf der Innenumfangsoberfläche eines Wellenabschnitts 61 und der Außenumfangsoberfläche des Ausgleichselement-Kopplungsabschnitts 235 der Drehwelle 230 eingerichtet sein, um den Drehwellenhalteabschnitt 621 mit der Drehwelle 230 zu koppeln. Außerdem kann das Drehlager 623 den Drehwellenhalteabschnitt 623 und die Drehwelle 230 derart halten, dass der Drehwellenhalteabschnitt 623 und die Drehwelle 230 in Bezug aufeinander eine relative Drehung ausführen können.
Wenn das Gehäuse 620 folglich relativ viel wiegt, kann die Trägheitskraft verhindern, dass das Gehäuse 620 sich dreht, wenn sich die Drehwelle 230 dreht.
Bezugnehmend auf 4(d) kann das Gehäuse durch einen mit der Drehwelle gekoppelten getrennten Kopplungsring 624 gehalten werden.
Der Kopplungsring624 kann mit der Außenumfangsoberfläche der Drehwelle 230 gekoppelt werden, um den Gehäusekörper 621 oder den Gehäusewellenhalteabschnitt 622 zu halten. Das heißt, der Kopplungsring 624 kann die Installationsposition des Gehäuses 620 auf der Drehwelle 230 bestimmen.
Hier kann der Kopplungsring 624 aus einem selbstschmierenden Material ausgebildet sein, um sehr wenig Reibung gegen das Gehäuse 620 zu bewirken. Wenn daher der Kopplungsring 624 durch die Drehung der Drehwelle 230 gedreht wird, kann aufgrund seines Eigengewichts und der Trägheitskraft verhindert werden, dass das von dem Kopplungsring 624 gehaltene Gehäuse 620 sich zusammen mit der Drehwelle 230 dreht.
Insbesondere kann der Ausgleichselement-Kopplungsabschnitt 235 der Drehwelle 230 einen Kontaktabschnitt 235a, der auf der Innenumfangsoberfläche des Gehäusewellenhalteabschnitts 622 positioniert ist, und einen Vertiefungsabschnitt 235b, der an einem oberen Abschnitt und/oder einem unteren Abschnitt des Kontaktabschnitts bereitgestellt ist, umfassen, wobei der Vertiefungsabschnitt einen kleineren Durchmesser als der Kontaktabschnitt hat. Der Kopplungsring 624 kann in den Vertiefungsabschnitt 235b eingepasst werden. Die Innenumfangsoberfläche des Kopplungsrings 624 kann eingerichtet sein, um den Vertiefungsabschnitt 235b zu kontaktieren, und seine Außenumfangsoberfläche kann eingerichtet sein, um das Gehäuse 620 zu halten.
5 zeigt eine andere Ausführungsform des Wellenausgleichselements 600 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Bezugnehmend auf 5 kann das Wellenausgleichselement 600 der vorliegenden Erfindung vollständig in dem Dämpfer 500 aufgenommen sein und somit gegen den Kontakt mit dem in dem Gehäuse 100 gelagerten Öl blockiert sein. Mit anderen Worten kann das Wellenausgleichselement 600 derart eingerichtet sein, dass der exzentrische Abschnitt 610 vollständig in dem Dämpfer 500 aufgenommen ist. Folglich kann die Struktur des Gehäuses 620 weggelassen werden.
Hier können die Außenumfangsoberfläche des exzentrischen Abschnitts 610 und die Innenumfangsoberfläche des Aufnahmekörpers 510 voneinander beabstandet sein. Mit anderen Worten kann der exzentrische Abschnitt 610 eingerichtet sein, um sich in dem Innenraum des Dämpfers 500 zu drehen, während verhindert wird, dass er Reibung verursacht.
Der Aufnahmekörper 510 des Dämpfers kann ferner so weit ausgedehnt werden wie das Innenvolumen in dem Dämpfer 500 aufgrund des exzentrischen Abschnitts 610 verringert wird.
In dem Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung als Solches ist das Wellenausgleichselement 600 an einer getrennten Stelle auf einer Seite der Kompressionseinheit 300, die von dem Ausstoßabschnitt 121 abgewandt ist, eingerichtet, es kann verhindert werden, dass die Drehwelle 230 durch das Ausgleichselement 400 gebogen wird.
Außerdem kann der Kompressor 10 der vorliegenden Erfindung verhindern, dass das Wellenausgleichselement 600 das Kältemittel oder Fluid kontaktiert oder lagert, selbst wenn das Wellenausgleichselement 600 außerhalb der Kompressionseinheit 300 installiert ist. Dadurch kann die Leistung des Kompressors 10 aufrechterhalten werden.
Hier nachstehend wird das Arbeitsprinzip des Spiralkompressors 10 gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 6 beschrieben.
6(a) zeigt eine umlaufende Spirale, 6(b) zeigt eine feste Spirale, und 6(c) zeigt ein Verfahren, in dem die umlaufende Spirale und die feste Spirale das Kältemittel komprimieren.
Die umlaufende Spirale 330 kann die umlaufende Windung 333, die auf einer Oberfläche der umlaufenden Kopfplatte 331 ausgebildet ist, umfassen, und die feste Spirale 320 kann die feste Windung 323, die auf einer Oberfläche der festen Kopfplatte 321 ausgebildet ist, umfassen.
Die umlaufende Spirale 330 kann als ein starrer Körper ausgebildet sein, der abgedichtet ist, um zu verhindern, dass das Kältemittel nach außen ausgestoßen wird, aber die feste Spirale 320 kann ein Einleitungsloch 325, das mit einer Kältemittelzuführungsleitung in Verbindung steht, um die Einleitung eines Niedertemperatur- und Niederdruckkältemittels in einem flüssigen Zustand oder Ähnlichem zuzulassen, und ein Ausstoßloch 336, durch welches das Hochtemperatur- und Hochdruckkältemittel ausgestoßen wird, umfassen. Ein Umleitungsloch 327, durch welches das von dem Ausstoßloch 326 ausgestoßene Kältemittel ausgestoßen wird, kann in der Außenumfangsoberfläche der festen Spirale 320 ausgebildet sein.
Die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 können in einer Evolventenform ausgebildet sein, um eine Kompressionskammer zu bilden, in der das Kältemittel komprimiert wird, während die Windungen an wenigstens zwei Punkten miteinander in Eingriff sind.
Die Evolventenform bezieht sich, wie in der Zeichnung gezeigt, auf eine Kurve, die einer Trajektorie eines Endes eines Gewindes, das um einen Grundkreis mit einem beliebigen Radius, der ausgebildet wird, wenn das Gewinde gelöst wird, gewunden ist, entspricht.
Die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 der vorliegenden Erfindung werden jedoch ausgebildet, indem 20 oder mehr kreisförmige Bögen kombiniert werden, und somit kann der Krümmungsradius zwischen den Teilen der Windungen variieren.
Das heißt, in dem Kompressor der vorliegenden Erfindung ist die Drehwelle 230 derart eingerichtet, dass sie sich durch die feste Spirale 320 und die umlaufende Spirale 330 erstreckt, und somit werden der Krümmungsradius und der Kompressionsraum der festen Windung 323 und der umlaufenden Windung 333 verringert.
Um folglich die Verringerung zu kompensieren, hat der Kompressor der vorliegenden Erfindung eine Struktur, in welcher der Raum, durch den das Kältemittel ausgestoßen wird, verschmälert ist. Außerdem wird der Krümmungsradius der festen Windung 323 und der umlaufenden Windung 333 unmittelbar vor dem Ausstoßen unter den Radius des durchdrungenen Wellenhalteabschnitts der Drehwelle verringert, um ein Kompressionsverhältnis zu verbessern.
Das heißt, die feste Windung 323 und die umlaufende Windung 333 können in der Nähe des Ausstoßlochs 326 in einem größeren Maß gebogen werden, und der Krümmungsradius der Windungen kann gemäß den gekrümmten Teilen von Punkt zu Punkt variieren, während die Windungen sich in Richtung des Einleitungslochs 325 erstrecken.
Bezugnehmend auf 6(a) strömt ein Kältemittel I in die Einleitungslöcher 325 der festen Spirale 320, und das Kältemittel II, das vor dem Kältemittel I eingeleitet wurde, strömt in die feste Spirale 320, die in der Nähe des Ausstoßlochs 326 angeordnet ist.
Zu dieser Zeit ist das Kältemittel I in einem Bereich vorhanden, in dem die sich drehende Windung 333 mit der Außenoberfläche der festen Windung 323 in Eingriff ist, und das Kältemittel II ist in einem anderen Bereich, wo die feste Windung 323 an zwei Punkten mit der umlaufenden Windung 333 in Eingriff ist, abgedichtet.
Wenn dann die umlaufende Spirale 330 beginnt, danach eine Umlaufbewegung zu machen, wird der Bereich, in dem die feste Windung 323 an zwei Punkten mit der umlaufenden Windung 333 in Eingriff ist, gemäß der Änderung der Position der umlaufenden Windung 333 entlang der Erstreckungsrichtung der umlaufenden Windung 333 bewegt. Dadurch beginnt das Volumen, verringert zu werden, und das Kältemittel I bewegt sich und beginnt, komprimiert zu werden. Das Kältemittel II beginnt, komprimiert und zu dem Ausstoßloch 327 geleitet zu werden, während sein Volumen weiter verringert wird.
Das Kältemittel II wird aus dem Ausstoßloch 327 ausgestoßen und das Kältemittel 1 bewegt sich einhergehend mit der Verringerung seines Volumens und beginnt, weiter komprimiert zu werden, während der Bereich, in dem die feste Windung 323 an zwei Punkten mit der umlaufenden Windung 333 in Eingriff ist, sich gegen den Uhrzeigersinn bewegt.
Da der Bereich, in dem die feste Windung 323 an zwei Punkten mit der umlaufenden Windung 333 in Eingriff ist, sich weiter gegen den Uhrzeigersinn bewegt, wird der Bereich näher an dem Inneren der festen Spirale positioniert, das Kältemittel (II) wird komprimiert, wobei das Volumen weiter verringert wird, und wird fast vollständig ausgestoßen.
Während die umlaufende Spirale, wie vorstehend beschrieben, eine Umlaufbewegung macht, kann das Kältemittel linear oder kontinuierlich komprimiert werden, während es sich in die feste Spirale bewegt.
Wenngleich das Kältemittel in den Figuren als nicht kontinuierlich in das Einleitungsloch 325 strömend dargestellt ist, ist dies lediglich ein Beispiel. Das Kältemittel kann kontinuierlich zugeführt werden und kann in jedem Bereich, in dem die feste Windung 323 an zwei Punkten mit der umlaufenden Windung 333 in Eingriff ist, aufgenommen und komprimiert werden.
Betriebsart für die Erfindung
Vielfältige Ausführungsformen wurden in der besten Betriebsart der Ausführung der Erfindung beschrieben.
Es wird für Fachleute der Technik offensichtlich, dass vielfältige Modifikationen und Variationen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Somit ist beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung die Modifikationen und Variationen dieser Erfindung abdeckt, sofern sie innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Patentansprüche und ihrer Äquivalente fallen.

Claims

Kompressor, der aufweist: ein Gehäuse mit einem Ausstoßabschnitt, der auf einer seiner Seiten bereitgestellt ist, um ein Kältemittel auszustoßen; eine Antriebseinheit, die einen Stator, der mit einer Innenumfangsoberfläche des Gehäuses gekoppelt ist, um ein rotierendes Magnetfeld zu erzeugen, und einen Rotor umfasst, der in dem Stator aufgenommen ist, um durch das rotierende Magnetfeld gedreht zu werden; eine Drehwelle, die mit einer Seite des Rotors, die dem Ausstoßabschnitt abgewandt ist, gekoppelt ist und eine exzentrische Welle, die in Richtung des Gehäuses beeinflusst ist, umfasst; eine Kompressionseinheit, die eine umlaufende Spirale, die mit der exzentrischen Welle gekoppelt ist, um eine Umlaufbewegung zu machen, wenn die Drehwelle sich dreht, und eine feste Spirale umfasst, die mit der umlaufenden Spirale in Eingriff ist, um das Kältemittel aufzunehmen und zu komprimieren; einen Dämpfer, der mit einer Seite der Kompressionseinheit, die von dem Ausstoßabschnitt abgewandt ist, gekoppelt ist und konfiguriert ist, um das Kältemittel zu dem Ausstoßabschnitt zu leiten; ein Ausgleichselement, das an der Antriebseinheit und/oder der Drehwelle bereitgestellt ist, um eine Last der exzentrischen Welle aufzufangen oder zu verteilen, wobei das Ausgleichselement aufweist: ein Wellenausgleichselement, das mit der Drehwelle drehbar gekoppelt ist, die von der Kompressionseinheit in eine Richtung weg von dem Ausstoßabschnitt vorsteht.
Kompressor nach Anspruch 1, wobei das Wellenausgleichselement aufweist: einen exzentrischen Abschnitt, der mit der Drehwelle gekoppelt ist, um sich zusammen mit der Drehwelle zu drehen.
Kompressor nach Anspruch 2, wobei der exzentrische Abschnitt aufweist: einen Lastkörper, der in einer Plattenform ausgebildet ist; ein Lastdurchgangsloch, das in einer durchdringenden Weise durch den Lastkörper ausgebildet ist und mit der Drehwelle gekoppelt ist; und einen Ausgleichsabschnitt, der durch Wegschneiden oder konkaves Ausbilden eines Teils des Lastkörpers bereitgestellt wird.
Kompressor nach Anspruch 3, der ferner eine mit dem Lastkörper gekoppelte Abdeckung aufweist, um den Ausgleichsabschnitt abzuschirmen.
Kompressor nach Anspruch 1, wobei der Dämpfer konfiguriert ist, um das Wellenausgleichselement aufzunehmen, um zu verhindern, dass ein Teil oder die Gesamtheit einer Außenumfangsoberfläche des Wellenausgleichelements freiliegen.
Kompressor nach Anspruch 5, wobei der Dämpfer aufweist: einen mit der festen Spirale gekoppelten Kopplungsabschnitt; einen Aufnahmekörper, der sich von dem Kopplungsabschnitt erstreckt, um einen Raum zu definieren, der zulässt, dass das Kältemittel darin strömt; und eine derart auf einer Oberfläche des Aufnahmekörpers ausgebildete Vertiefung, dass sie in Richtung des Abgabeabschnitts konkav ist, wobei das Wellenausgleichselement in der Vertiefung sitzen kann.
Kompressor nach Anspruch 6, wobei der Aufnahmekörper und eine freiliegende Oberfläche des Wellenausgleichselements parallel zueinander eingerichtet sind.
Kompressor nach Anspruch 2, wobei das Wellenausgleichselement ferner aufweist: ein Gehäuse, das mit der Drehwelle gekoppelt ist, um den exzentrischen Abschnitt aufzunehmen.
Kompressor nach Anspruch 8, wobei das Gehäuse mit der Drehwelle gekoppelt ist, so dass es in eine Richtung entgegengesetzt zu der Drehrichtung der Drehwelle drehbar ist.
Kompressor nach Anspruch 9, wobei das Gehäuse aufweist: einen Gehäusekörper, der konfiguriert ist, um den exzentrischen Abschnitt vollständig aufzunehmen; einen Gehäusewellenhalteabschnitt, der an dem Gehäusekörper bereitgestellt ist, um eine Außenumfangsoberfläche der Drehwelle zu umgeben, wobei verhindert wird, dass der Gehäusewellenhalteabschnitt und die Drehwelle sich gleichzeitig drehen.
Kompressor nach Anspruch 10, wobei der Gehäusewellenhalteabschnitt entweder an dem Dämpfer oder der festen Spirale befestigt ist.
Kompressor nach Anspruch 10, wobei die Drehwelle aufweist: einen Kontaktabschnitt, der auf einer Innenumfangsoberfläche des Gehäusewellenhalteabschnitts eingerichtet ist; einen Vertiefungsabschnitt, der an einem oberen Abschnitt und/oder einem unteren Abschnitt des Kontaktabschnitts bereitgestellt ist, wobei der Vertiefungsabschnitt einen kleineren Durchmesser als der Kontaktabschnitt hat; und einen Kopplungsring, der mit dem Vertiefungsabschnitt gekoppelt ist, um eine Axialbewegung des Gehäusewellenhalteabschnitts zu verhindern.
Kompressor nach Anspruch 12, wobei der Kopplungsring aus einem selbstschmierenden Material ausgebildet ist.
Kompressor nach Anspruch 10, der ferner aufweist: ein Drehlager, das zwischen dem Gehäusewellenhalteabschnitt und der Drehwelle eingerichtet ist, um die Drehwelle drehbar zu halten.
Kompressor nach Anspruch 1, wobei das Wellenausgleichselement vollständig in dem Dämpfer aufgenommen ist.
Kompressor nach Anspruch 15, wobei eine Innenumfangsoberfläche des Dämpfers und eine Außenumfangsoberfläche des Wellenausgleichselements voneinander beabstandet sind.