DE112021007909T5

DE112021007909T5 - Spiralverdichter

Info

Publication number: DE112021007909T5
Application number: DE112021007909.3T
Authority: DE
Inventors: Keisuke Narumi; Kohei TATSUWAKI; Akihito TAKAI
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2024-04-11
Also published as: WO2023276020A1

Abstract

Ein Spiralverdichter umfasst eine zylindrische Hülle, eine feste Spirale, die an einer Innenwandfläche der Hülle befestigt ist, eine umlaufende Spirale, die eine Verdichtungskammer mit der festen Spirale definiert, und einen Rahmen, der an der Innenwandfläche der Hülle befestigt ist, wobei der Rahmen die umlaufende Spirale hält und es der umlaufenden Spirale ermöglicht umzulaufen, einen Kühlmittelansaugraum, durch welchen ein Kühlmittel in die Verdichtungskammer läuft, mit der festen Spirale zu definiert und einen Ansauganschluss aufweist, der sich durch den Rahmen erstreckt und der mit dem Kühlmittelansaugraum verbunden ist. Die Innenwandfläche der Hülle und eine Umfangswand des Rahmens umgeben einen Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss und dem Kühlmittelansaugraum.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft Spiralverdichter, und insbesondere betrifft sie die Struktur eines Rahmens eines Spiralverdichters.
Technologischer Hintergrund
Ein Spiralverdichter umfasst eine umlaufende Spirale und eine feste Spirale, die eine Verdichtungskammer dazwischen definieren. Die feste Spirale ist an einer Umfangswand befestigt, die sich von einem Rahmen erstreckt, der die umlaufende Spirale hält. Somit ist die feste Spirale innerhalb einer Hülle positioniert.
Die Patentliteratur 1 offenbart einen Spiralverdichter mit einer Konfiguration, bei der eine feste Spirale an einer ersten Innenwandfläche einer Hülle befestigt ist und ein Rahmen an einer zweiten Innenwandfläche der Hülle befestigt ist. Die Konfiguration der Patentliteratur 1 eliminiert das Bedürfnis, den Rahmen eine Umfangswand aufweisen zu lassen, an der die feste Spirale befestigt ist, und ermöglicht es der festen Spirale, akkurat innerhalb der Hülle positioniert zu werden. Dies erhöht den Durchmesser einer Grundplatte einer umlaufenden Spirale und den Durchmesser einer Schubplatte.
Zitatliste
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung mit Veröffentlichungsnummer 2018-547020
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bei der Konfiguration der Patentliteratur 1 weist der Rahmen einen oder mehrere Ansauganschlüsse auf, durch welche ein Kühlmittel in einen Kühlmittelansaugraum eingeführt wird, der einen Raum zwischen dem Rahmen und der festen Spirale darstellt, der sich durch eine Stirnfläche des Rahmens angrenzend an den Kühlmittelansaugraum erstreckt. Wenn die umlaufende Spirale umläuft, befindet sich die Grundplatte der umlaufenden Spirale über den Ansauganschlüssen, die sich in die Stirnfläche des Rahmens benachbart zum Kühlmittelansaugraum in einer axialen Richtung öffnen. Folglich könnte ein Auslass von jedem der Ansauganschlüsse durch die Grundplatte der umlaufenden Spirale blockiert werden, so dass alle Ansauganschlüsse im Rahmen versagen könnten, immer mit der Verdichtungskammer oder einem Raum für eine Zeitdauer zu kommunizieren bzw. in Verbindung zu sein. Insbesondere erhöht eine maximale Größenerhöhung der umlaufenden Spirale die Wahrscheinlichkeit, dass die umlaufende Spirale sich mit irgendeinem Ansauganschluss ausrichten könnte und die Öffnung des Ansauganschlusses blockieren könnte, was in einer Erhöhung eines Druckverlusts resultiert.
Die vorliegende Offenbarung zielt darauf ab, eine Öffnung eines Ansauganschlusses eines Spiralverdichters daran zu hindern, durch eine umlaufende Spirale blockiert zu werden.
Lösung des Problems
Ein Spiralverdichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst eine zylindrische Hülle, eine feste Spirale, die an einer Innenwandfläche der Hülle befestigt ist, eine umlaufende Spirale, die eine Verdichtungskammer mit der festen Spirale definiert, und einen Rahmen, der an der Innenwandfläche der Hülle befestigt ist, der die umlaufende Spirale hält und es ihr ermöglicht umzulaufen, der einen Kühlmittelansaugraum, durch welchen ein Kühlmittel in die Verdichtungskammer läuft, mit der festen Spirale definiert und der einen Ansauganschluss aufweist, der sich durch den Rahmen erstreckt und der mit dem Kühlmittelansaugraum verbunden ist. Die Innenwandfläche der Hülle und eine Umfangswand des Rahmens umgeben einen Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss und dem Kühlmittelansaugraum.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Der Spiralverdichter gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist derart eingerichtet, dass der Ansauganschluss eine Öffnung aufweist, die durch einen äußeren Umfang des Rahmens und einen inneren Umfang der Hülle definiert ist. Eine derartige Konfiguration lässt die Öffnung des Ansauganschlusses radial weiter außen lokalisiert sein, so dass die Öffnung des Ansauganschlusses daran gehindert werden kann, durch die umlaufende Spirale blockiert zu werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[1] 1 stellt eine schematische, geschnittene Längsansicht eines Spiralverdichters gemäß einer Ausführungsform 1 dar.
[2] 2 stellt eine perspektivische Explosionsansicht des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 dar.
[3] 3 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die eine Hülle und eine feste Spirale des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
[4] 4 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die die Hülle und einen Hauptrahmen des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
[5] 5 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Ansauganschluss des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 erklärt.
[6] 6 stellt eine Draufsicht dar, die den Ansauganschluss des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
[7] 7 stellt eine vergrößerte Ansicht des Ansauganschlusses des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 dar.
[8] 8 stellt eine vergrößerte Ansicht dar, die eine Verdichtungsmechanismuseinheit des Spiralverdichters gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
[9] 9 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die eine Hülle und einen Hauptrahmen eines Spiralverdichters gemäß einer Modifikation 1 der Ausführungsform 1 veranschaulicht.
[10] 10 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Ansauganschluss des Spiralverdichters gemäß der Modifikation 1 der Ausführungsform 1 erklärt.
[11] 11 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Spiralverdichter gemäß einer Modifikation 2 der Ausführungsform 1 erklärt.
[12] 12 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Ansauganschluss eines Spiralverdichters gemäß einer Ausführungsform 2 erklärt. Beschreibung der Ausführungsformen

Einer Spiralverdichter 100 gemäß einer Ausführungsform 1 wird unten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Das Verhältnis zwischen den relativen Dimensionen, den Formen und anderen Bedingungen von Komponenten in den folgenden Figuren könnte sich den tatsächlichen unterscheiden. Es ist festzustellen, dass Komponenten, die in den folgenden Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, die gleichen Komponenten oder Äquivalente sind. Dieser Hinweis gilt hier für die gesamte Beschreibung. Buchstaben nach Zahlen in Bezugszeichen in den Figuren könnten in der Beschreibung weggelassen werden. Zum leichteren Verständnis wird ein Begriff, der eine Richtung repräsentiert, wie zum Beispiel „oben“, „unten“, „rechts“, „links“, „vorn“ oder „hinten“, verwendet werden, wie es geeignet ist. Ein derartiger Begriff, der eine Richtung repräsentiert, wird hier lediglich für den Zweck der Einfachheit der Beschreibung verwendet und soll die Platzierung oder Orientierung einer Vorrichtung oder eines Teils nicht beschränken.
Ausführungsform 1.
Eine Ausführungsform 1 wird unten beschrieben werden. 1 stellt eine schematische geschnittene Längsansicht des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 dar. 2 stellt eine perspektivische Explosionsansicht des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 dar. Der Spiralverdichter 100 der 1 ist ein vertikaler Verdichter. Wenn der Verdichter verwendet wird, ist die Mittelachse einer Kurbelwelle 6, die später beschrieben werden wird, im Wesentlichen senkrecht zum Boden orientiert.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht, umfasst der Spiralverdichter 100 eine Hülle 1, einen Hauptrahmen 2, eine Verdichtungsmechanismuseinheit 3, eine Antriebsmechanismuseinheit 4, einen Hilfsrahmen 5, die Kurbelwelle 6 und eine Buchse 7. In der nachfolgenden Beschreibung ist der Spiralverdichter derart orientiert, dass eine obere Seite in Bezug auf den Hauptrahmen 2, wo die Verdichtungsmechanismuseinheit 3 lokalisiert ist, eine Endseite U ist, und derart orientiert, dass eine untere Seite in Bezug auf den Hauptrahmen 2, wo die Antriebsmechanismuseinheit 4 lokalisiert ist, die andere Endseite L ist. In der nachfolgenden Beschreibung wird eine Richtung parallel zur Mittelachse der Kurbelwelle 6 als eine axiale Richtung bzw. Axialrichtung bezeichnet.
Die Hülle 1 ist ein zylindrisches Gehäuse, das aus einem leitenden Material, wie zum Beispiel aus Metall, hergestellt ist und das geschlossene gegenüberliegende Enden aufweist. Die Hülle 1 umfasst eine Haupthülle 11, eine obere Hülle 12 und eine untere Hülle 13. Die Haupthülle 11 weist eine zylindrische Form auf. Die Haupthülle 11 umfasst eine Seitenwand, mit der ein Ansaugrohr 14 zum Beispiel durch Schweißen verbunden ist. Das Ansaugrohr 14, durch welches ein Kühlmittel in die Hülle 1 eingeführt wird, kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit einem inneren Raum der Haupthülle 11.
Die obere Hülle 12 weist eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form auf. Die obere Hülle 12 umfasst eine Seitenwand, die teilweise mit einem oberen Ende der Haupthülle 11, zum Beispiel durch Schweißen, verbunden ist und die eine obere Öffnung der Haupthülle 11 bedeckt bzw. abdeckt. Die obere Hülle 12 umfasst einen oberen Abschnitt, mit dem ein Auslassrohr 15, zum Beispiel durch Schweißen, verbunden ist. Das Auslassrohr 15, durch welches das Kühlmittel zur Außenseite der Hülle 1 ausgelassen wird, kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem inneren Raum der Haupthülle 11.
Die untere Hülle 13 weist eine im Wesentlichen halbkugelförmige Form auf. Die untere Hülle 13 umfasst eine Seitenwand, die teilweise mit einem unteren Ende der Haupthülle 11 mit einer Kupplungshülle 16, zum Beispiel durch Schweißen, verbunden ist und die eine untere Öffnung der Haupthülle 11 bedeckt bzw. abdeckt. Die Hülle 1 wird durch einen Befestigungsbasis (nicht veranschaulicht) getragen bzw. gestützt. Der Spiralverdichter 100 kann an einem anderen Teil, wie zum Beispiel an einem Gehäuse einer Außeneinheit, mittels Schrauben befestigt sein, die in die Befestigungsbasis eingeschraubt sind.
Der Hauptrahmen 2, der ein ringförmiger hohler Metallrahmen mit einem Hohlraum ist, ist koaxial mit der Hülle 1 innerhalb der Haupthülle 11 der Hülle 1 angeordnet. Der Hauptrahmen 2 umfasst einen Körper 21, ein Hauptlager 22 und ein Ölrückführrohr 23.
Der Körper 21 weist eine Umfangswand 219 auf, die den Umfang des Hauptrahmens 2 in einer radialen Richtung definiert und die an einer zweiten Innenwandfläche 114 der Haupthülle 11 fixiert ist. Der Körper 21 weist bei seinem Mittelteil einen Aufnahmeraum 211 auf, der sich in einer Längsrichtung der Haupthülle 11 erstreckt. Der Aufnahmeraum 211 öffnet sich auf der einen Endseite U und ist stufenförmig, was den Raum in Richtung der anderen Endseite L abnehmen lässt. Eine Stirnfläche des Körpers 21 auf der einen Endseite U ist eine ringförmige flache Fläche 212, die den Aufnahmeraum 211 umgibt. Eine ringförmige Schubplatte 24, die aus einem Stahlblechmaterial, wie zum Beispiel aus Ventilstahl, hergestellt ist, ist auf der flachen Fläche 212 angeordnet. Die Schubplatte 24 funktioniert als Schublager, das ein Gleiten einer umlaufenden Spirale 32 aufnimmt, während die umlaufende Spirale 32 umläuft.
Der Körper 21 weist einen Ansauganschluss 213 auf. Der Ansauganschluss 213 verbindet die flache Fläche 212, die die Stirnfläche des Körpers 21 auf der einen Endseite U ist, mit einer Fläche des Körpers 21, die der flachen Fläche 212 gegenüberliegt und die auf der anderen Endseite L lokalisiert ist. Ein Ende des Ansauganschlusses 213 des Körpers 21 auf der einen Endseite U ist mit einem Raum an dem Körper 21 verbunden, der an die untere Hülle 13 angrenzt, und ein Ende des Ansauganschlusses 213 auf der anderen Endseite L ist mit einem Raum an dem Körper 21 verbunden, der an die obere Hülle 12 angrenzt. Der Ansauganschluss 213 ist ein Raum, der eine Verbindung zwischen dem Raum an dem Körper 21 angrenzend zur unteren Hülle 13 und dem Raum an dem Körper 21 angrenzend an die obere Hülle 12 vorsieht.
Ein Abschnitt, der durch die flache Fläche 212 des Hauptrahmens 2 umgeben wird, umfasst einen gestuften Oldham-Aufnahmeabschnitt 214, der sich von der flachen Fläche 212 in Richtung der anderen Endseite L erstreckt. Der Oldham-Aufnahmeabschnitt 214 weist ein Paar von ersten Oldham-Nuten 215 auf, die einander gegenüberliegen. Jede der ersten Oldham-Nuten 215 umfasst einen äußeren Endabschnitt, der durch Schneiden eines inneren Rands eines Mittelteils der flachen Fläche 212 geformt ist. Der Hauptrahmen 2 ist einer festen Spirale 31 zugewandt, die später beschrieben werden wird, und ist zum Definieren eines Kühlmittelansaugraums 37 mit der festen Spirale 31 angeordnet. Die Schubplatte 24 überlappt den äußeren Endabschnitt der ersten Oldham-Nut 215, wenn der Hauptrahmen 2 von der einen Endseite U aus betrachtet wird.
Das Hauptlager 22 ist an dem Körper 21 auf der anderen Endseite L lokalisiert und erstreckt sich kontinuierlich vom Körper 21 aus. Das Hauptlager 22 weist darin ein Wellenloch 221 auf. Das Wellenloch 221 erstreckt sich vertikal durch das Hauptlager 22. Ein Ende des Wellenlochs 221 auf der einen Endseite U steht in Verbindung mit dem Aufnahmeraum 211 im Körper 21.
Das Ölrückführrohr 23 ist ein Rohr zum Zurückführen eines Schmieröls, das in dem Aufnahmeraum 211 im Körper 21 akkumuliert wird, an einen Ölsumpf 53 innerhalb der unteren Hülle 13. Das Ölrückführrohr 23 ist in ein Ölrückführloch (nicht veranschaulicht) eingesetzt und daran befestigt, das sich durch den Hauptrahmen 2 erstreckt. Das Schmieröl ist zum Beispiel ein kühlendes Maschinenöl, das ein synthetisches Öl auf Esterbasis enthält. Das Schmieröl wird in einem unteren Abschnitt der Hülle 1, oder in der unteren Hülle 13, gespeichert. Das Schmieröl wird durch eine Ölpumpe 52 aus dem Ölsumpf 53 gezogen, verläuft durch einen Öldurchgang (nicht veranschaulicht) in der Kurbelwelle 6 und wird dann an die Verdichtungsmechanismuseinheit 3 geliefert bzw. gespeist. Das Schmieröl verringert eine Abnutzung von Teilen, die in mechanischem Kontakt miteinander sind, in der Verdichtungsmechanismuseinheit 3, passt die Temperatur von gleitenden Teilen an und verbessert eine Dichtungsleistung. Für das Schmieröl wird vorzugsweise ein Öl verwendet, das zum Beispiel hervorragende Schmiereigenschaften, elektrische Isoliereigenschaften, eine Stabilität, eine Löslichkeit in einem Kühlmittel oder eine Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen hat und das eine angemessene Viskosität aufweist.
Die Verdichtungsmechanismuseinheit 3 ist ein Verdichtungsmechanismus zum Verdichten eines Kühlmittels. Die Verdichtungsmechanismuseinheit 3 ist ein Spiralverdichtungsmechanismus, der die feste Spirale 31 und die umlaufende Spirale 32 umfasst. Die feste Spirale 31 ist aus einem Metall, wie zum Beispiel aus Gusseisen, hergestellt und umfasst eine erste Grundplatte 311 und eine erste Spiralumwicklung 312. Die feste Spirale 31 ist bei einer äußeren Umfangsfläche der ersten Grundplatte 311 an einer ersten Innenwandfläche 111 der Haupthülle 11 befestigt bzw. fixiert. Die erste Grundplatte 311 ist scheibenförmig und weist bei ihrem Mittelteil einen Auslassanschluss 313 auf, der sich vertikal dadurch erstreckt. Die erste Spiralumwicklung 312 ist eine Spiralwand, die aus einer Fläche der ersten Grundplatte 311 auf der anderen Endseite L vorsteht und die als feste Spiralumwicklung dient. Die Spitze der ersten Spiralumwicklung 312 steht in Richtung der anderen Endseite L aus der Fläche der ersten Grundplatte 311 auf der anderen Endseite L vor.
Die umlaufende Spirale 32 ist gegenüberliegend zur festen Spirale 31 in der Axialrichtung angeordnet. Die umlaufende Spirale 32 verdichtet das Kühlmittel, das in den Kühlmittelansaugraum 37 eingeführt wird, zusammen mit der festen Spirale 31. Die umlaufende Spirale 32 wird durch den Hauptrahmen 2 derart gehalten, dass die umlaufende Spirale 32 umlaufen kann. Die umlaufende Spirale 32 ist aus einem Metall, wie zum Beispiel aus Aluminium, hergestellt und umfasst eine zweite Grundplatte 321, eine zweite Spiralumwicklung 322 und einen zylindrischen Abschnitt 323 und weist zweite Oldham-Nuten 324 auf. Die zweite Grundplatte 321 ist ein Beispiel einer umlaufenden Grundplatte.
Die zweite Grundplatte 321 ist scheibenförmig und weist eine Fläche mit der zweiten Spiralumwicklung 322, eine andere Fläche mit einem Außenbereich, der zumindest teilweise als Gleitfläche 3211 dient, und eine Seite 3212 auf, die in der äußersten Position in der radialen Richtung lokalisiert ist und die die eine Fläche und die andere Fläche verbindet. Die zweite Grundplatte 321 wird durch den Hauptrahmen 2 derart gestützt bzw. gehalten, dass die Gleitfläche 3211 auf der Schubplatte 24 gleiten kann, die auf der flachen Fläche 212 des Hauptrahmens 2 angeordnet ist.
Die zweite Spiralumwicklung 322 ist eine Spiralwand, die aus der einen Fläche der zweiten Grundplatte 321 vorsteht und die als eine umlaufende Spiralumwicklung dient. Die Spitze der zweiten Spiralumwicklung 322 steht aus der einen Fläche der zweiten Grundplatte 321 in Richtung der einen Endseite U vor. Die Spitze der ersten Spiralumwicklung 312 der festen Spirale 31 und die Spitze der zweiten Spiralumwicklung 322 der umlaufenden Spirale 32 weisen jeweils eine Dichtung auf, um das Kühlmittellecken zu verringern oder zu eliminieren.
Der zylindrische Abschnitt 323 ist ein zylindrischer Buckel, der aus im Wesentlichen der Mitte der anderen Fläche der zweiten Grundplatte 321 in Richtung der anderen Endseite L vorsteht. Der zylindrische Abschnitt 323 weist eine innere Umfangsfläche mit einem umlaufenden Lager, oder mit einem Gleitlager, auf, das einen Schieber 71 derart trägt, dass sich der Schieber 71 drehen kann, und das eine Mittelachse parallel zu der der Kurbelwelle 6 aufweist.
Die zweiten Oldham-Nuten 324 sind Rundnuten, die in der anderen Fläche der zweiten Grundplatte 321 angeordnet sind. Die zweiten Oldham-Nuten 324 sind derart angeordnet, dass ein Paar aus Nuten einander gegenüberliegt. Eine Linie, die das Paar aus zweiten Oldham-Nuten 324 verbindet, ist senkrecht zu einer Linie, die das Paar aus ersten Oldham-Nuten 215 verbindet.
Der Oldham-Aufnahmeabschnitt 214 des Hauptrahmens 2 nimmt einen Oldham-Ring 33 auf. Der Oldham-Ring 33 umfasst einen Ringabschnitt 331, erste Schlüsselabschnitte 332 und zweite Schlüsselabschnitte 333. Der Ringabschnitt 331 ist ringförmig. Die ersten Schlüsselabschnitte 332 sind auf einer Fläche des Ringabschnitts 331 auf der anderen Endseite L derart angeordnet, dass ein Paar aus Schlüsselabschnitten gegenüberliegend zueinander sind, und werden in dem Paar aus ersten Oldham-Nuten 215 des Hauptrahmens 2 gehalten. Die zweiten Schlüsselabschnitte 333 sind auf einer Fläche des Ringabschnitts 331 auf der einen Endseite U derart angeordnet, dass ein Paar aus Schlüsselabschnitten zueinander gegenüberliegend sind, und werden in dem Paar aus zweiten Oldham-Nuten 324 der umlaufenden Spirale 32 gehalten.
Wenn die umlaufende Spirale 32 umläuft oder sich mit einer Drehung der Kurbelwelle 6 dreht, gleiten die ersten Schlüsselabschnitte 332 in den ersten Oldham-Nuten 215 und die zweiten Schlüsselabschnitte 333 gleiten in den zweiten Oldham-Nuten 324. Somit verhindert der Oldham-Ring 33, dass sich die umlaufende Spirale 32 dreht.
Die erste Spiralumwicklung 312 der festen Spirale 31 und die zweite Spiralumwicklung 322 der umlaufenden Spirale 32 sind miteinander verbunden und greifen ineinander, so dass eine Verdichtungskammer 34 definiert wird. Die Verdichtungskammer 34 kommuniziert bzw. steht in Verbindung mit dem Auslassanschluss 313 im Mittelteil der festen Spirale 31. Eine Fläche der festen Spirale 31 auf der einen Endseite U weist einen Schalldämpfer 35 mit einem Auslassloch 351 auf und weist ferner ein Auslassventil (nicht veranschaulicht) auf, das das Auslassloch 351 mit einem vorbestimmten Öffnungsgrad öffnet oder schließt, um einen Kühlmittelrückfluss zu verhindern.
Die Verdichtungskammer 34 nimmt hinsichtlich eines Volumens ab, wenn sich die Kammer radial nach innen bewegt, wenn die umlaufende Spirale 32 umläuft. Ein Raum zwischen der festen Spirale 31 und der umlaufenden Spirale 32, der außerhalb der Verdichtungskammer 34 lokalisiert ist, ist der Kühlmittelansaugraum 37. Das Kühlmittel in einem Raum auf dem Hauptrahmen 2 gegenüberliegend zum Kühlmittelansaugraum 37 wird in den Kühlmittelansaugraum 37 durch den Ansauganschluss 213 des Hauptrahmens 2 eingeführt. Das Kühlmittel in dem Kühlmittelansaugraum 37 wird in die Verdichtungskammer 34 bei äußeren Rändern der Spiralumwicklungen gesaugt und wird schrittweise verdichtet, wenn sich die Verdichtungskammer 34 nach innen bewegt. Dann wird das Kühlmittel durch den Auslassanschluss 313 ausgegeben.
Das Kühlmittel umfasst zum Beispiel halogenierten Kohlenwasserstoff mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in seiner Zusammensetzung, einen halogenierten Kohlenwasserstoff ohne Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in seiner Zusammensetzung, einen Kohlenwasserstoff oder ein Gemisch, das einen solchen Kohlenwasserstoff enthält. Der halogenierte Kohlenwasserstoff mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung ist ein Fluorkohlenwasserstoff-Kühlmittel (HFC) mit einem Nullozonabbaupotential oder ein Kühlmittel auf Fluorkohlenstoffbasis mit einem niedrigen Treibhauspotential (GWP). Beispiele für Kühlmittel mit niedrigem GWP sind Hydrofluoroolefin-Kühlmittel (HFO), wie zum Beispiel Tetrafluoropropenen einschließlich HFO-1234yf, HFO-1234ze, die durch die folgende chemische Formel ausgedrückt werden: C3H2F4 und HFO-1243zf. Beispiele für den halogenierten Kohlenwasserstoff, der keine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung aufweist, umfassen ein Kühlmittelgemisch, das zum Beispiel R32 (Difluoromethan), ausgedrückt durch CH2F2 oder R41, enthält. Beispiele für Kohlenwasserstoffe umfassen Propan und Propylen, die natürliche Kühlmittel sind. Beispiele für das Gemisch umfassen ein Kühlmittelgemisch aus HFO-1234yf, HFO-1234ze oder HFO-1243zf und R32 oder R41.
Die Antriebsmechanismuseinheit 4 ist auf der anderen Endseite L in Bezug auf den Hauptrahmen 2 innerhalb der Hülle 1 lokalisiert. Die Antriebsmechanismuseinheit 4 umfasst einen Stator 41 und einen Rotor 42. Der Stator 41 umfasst einen Eisenkern einschließlich zum Beispiel einer Vielzahl von elektromagnetischen Stahlblechen, die gestapelt sind, und Spulen, die um den Eisenkern mit einer Isolierschicht dazwischen gewickelt sind. Der Stator 41 ist ringförmig. Der Stator 41 ist an der Innenseite der Haupthülle 11 zum Beispiel durch eine Schrumpfpassung befestigt und wird durch die Haupthülle 11 gehalten. Der Rotor 42 ist ein Eisenkern einschließlich einer Vielzahl von elektromagnetischen gestapelten Stahlblechen und weist darin einen Permanentmagneten auf. Der Rotor 42 weist eine zylindrische Form auf und weist bei seinem Mittelteil ein Durchgangsloch auf, das sich vertikal dadurch erstreckt. Der Rotor 42 ist in einem inneren Raum des Stators 41 angeordnet.
Der Hilfsrahmen 5, der ein Metallrahmen ist, ist auf der anderen Endseite L in Bezug auf die Antriebsmechanismuseinheit 4 innerhalb der Hülle 1 angeordnet. Der Hilfsrahmen 5 ist an einer inneren Umfangsfläche der Haupthülle 11 auf der anderen Endseite L zum Beispiel durch eine Schrumpfpassung oder Schweißen befestigt und wird durch die Haupthülle 11 gehalten. Der Hilfsrahmen 5 umfasst ein Hilfslager 51 und die Ölpumpe 52. Das Hilfslager 51 ist ein Kugellager, das in einem oberen Mittelabschnitt des Hilfsrahmens 5 lokalisiert ist, und weist ein Durchgangsloch auf, das sich vertikal durch seinen Mittelteil erstreckt. Die Ölpumpe 52 ist in einem unteren Mittelabschnitt des Hilfsrahmens 5 lokalisiert und ist derart angeordnet, dass zumindest ein Teil der Pumpe in das Schmieröl getränkt wird, das in dem Ölsumpf in der Hülle 1 gespeichert ist.
Die Kurbelwelle 6, die ein langes, stabförmiges Metallteil ist, ist innerhalb der Hülle 1 angeordnet. Die Kurbelwelle 6 umfasst einen Hauptwellenabschnitt 61 und einen exzentrischen Wellenabschnitt 62. Der Hauptwellenabschnitt 61 ist eine Welle, die einen Hauptabschnitt der Kurbelwelle 6 bildet, und ist derart angeordnet, dass die Mittelachse des Hauptwellenabschnitts 61 mit jener der Haupthülle 11 ausgerichtet ist. Der Hauptwellenabschnitt 61 weist eine Außenfläche auf, die mit dem Rotor 42 in Kontakt ist und an ihm befestigt ist.
Der exzentrische Wellenabschnitt 62 ist an dem Hauptwellenabschnitt 61 auf der einen Endseite U derart lokalisiert, dass die Mittelachse des exzentrischen Wellenabschnitts 62 exzentrisch in Bezug auf die Mittelachse des Hauptwellenabschnitts 61 ist. Der exzentrische Wellenabschnitt 62 ist eine exzentrische Welle, die die umlaufende Spirale 32 umlaufen lässt. Der exzentrische Wellenabschnitt 62 greift derart in ein exzentrisches Lager ein, das der exzentrische Wellenabschnitt 62 rotieren kann. Der exzentrische Wellenabschnitt 62 greift in die innere Umfangsfläche, die als das Umlauflager dient, des zylindrischen Abschnitts 323 ein. Der Hauptwellenabschnitt 61 und der exzentrische Wellenabschnitt 62 weisen darin Öldurchgänge (nicht veranschaulicht) auf, die sich dadurch vertikal erstrecken.
Die Kurbelwelle 6 ist derart fixiert, dass ein Abschnitt des Hauptwellenabschnitts 61 auf der einen Endseite U in das Hauptlager 22 des Hauptrahmens 2 passt, und derart, dass ein Abschnitt des Hauptwellenabschnitts 61 auf der anderen Endseite L eingepasst ist und an dem Hilfslager 51 des Hilfsrahmens 5 befestigt ist. Somit ist der exzentrische Wellenabschnitt 62 innerhalb des zylindrischen Abschnitts 323 der umlaufenden Spirale 32 angeordnet, und eine äußere Umfangsfläche des Rotors 42 ist mit einem vorbestimmten Abstand zur inneren Umfangsfläche des Stators 41 angeordnet. Um eine Unwucht auszugleichen, die durch das Umlaufen umlaufenden Spirale 32 verursacht wird, ist eine erste Ausgleicheinrichtung 64 an einem Abschnitt des Hauptwellenabschnitts 61 auf der einen Endseite U angeordnet und eine zweite Ausgleicheinrichtung 65 ist an einem Abschnitt davon auf der anderen Endseite L angeordnet.
Die Buchse 7 ist aus Metall, wie zum Beispiel aus Eisen, hergestellt und stellt ein Verbindungsglied zum Verbinden der umlaufenden Spirale 32 und der Kurbelwelle 6 dar. Die Buchse 7 umfasst zwei Teile, den Schieber 71 und ein Ausgleichsgewicht 72. Der Schieber 71, der ein zylindrisches Teil mit einem Flansch ist, ist an dem exzentrischen Wellenabschnitt 62 angebracht und ist den zylindrischen Abschnitt 323 eingepasst. Das Ausgleichsgewicht 72 ist ein Donut-förmiges Teil und umfasst einen gewichteten Abschnitt 721, der C-förmig ist, wenn man ihn von der einen Endseite U aus betrachtet. Das Ausgleichsgewicht 72 ist exzentrisch in Bezug auf die Drehachse angeordnet, um eine Zentrifugalkraft auf die umlaufende Spirale 32 auszugleichen. Das Ausgleichsgewicht 72 ist an den Flansch des Schiebers 71 zum Beispiel durch eine Schrumpfpassung angepasst.
Der Spiralverdichter 100 wird mit einer Energie von einer Energieversorgungseinheit (nicht veranschaulicht) versorgt, die auf einer äußeren Umfangsfläche der Haupthülle 11 lokalisiert ist. Die Energieversorgungseinheit umfasst eine Abdeckung, einen Energieversorgungsanschluss und eine Kabelleitung. Der Energieversorgungsanschluss weist ein Ende auf, das in der Abdeckung lokalisiert ist, und das andere Ende davon ist innerhalb der Hülle 1 lokalisiert. Die Kabelleitung ist an einem Ende mit dem Energieversorgungsanschluss verbunden und ist bei dem anderen Ende mit dem Stator 41 verbunden.
Das Verhältnis zwischen der Hülle 1 und der Verdichtungsmechanismuseinheit 3 wird nun beschrieben werden. 3 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die die Hülle 1 und die feste Spirale 31 des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht, und stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils dar, der durch eine Strichlinie A in 1 umgeben ist. Wie in 3 veranschaulicht, ist die feste Spirale 31 an der ersten Innenwandfläche 111 einer Innenwandfläche der Hülle 1 befestigt. Die Hülle 1 umfasst die erste Innenwandfläche 111, einen ersten Vorsprung 112, der aus der ersten Innenwandfläche 111 vorsteht und der die feste Spirale 31 positioniert, und eine erste Positionierfläche 113 des ersten Vorsprungs 112, die in Richtung der oberen Hülle 12 gewandt ist.
Die Haupthülle 11 umfasst einen gestuften Abschnitt, der hinsichtlich eines Innendurchmessers in Richtung der anderen Endseite L abnimmt. Die feste Spirale 31 wird durch die erste Positionierfläche 113 positioniert und ist an der ersten Innenwandfläche 111 zum Beispiel durch eine Schrumpfpassung befestigt. Eine derartige Konfiguration eliminiert das Bedürfnis, den Hauptrahmen 2 eine Wand aufweisen zu lassen, an der die feste Spirale 31 mittels Schrauben befestigt wird. Konkreter bedeutet dies, dass bei dieser Konfiguration die zweite Grundplatte 321 der inneren Umfangsfläche der Haupthülle 11 zugewandt ist, wobei sich keine Wand des Hauptrahmens 2 zwischen der Seite 3212 und der zweiten Grundplatte 321 der umlaufenden Spirale 32 und der inneren Umfangsfläche der Haupthülle 11 befindet.
Diese Konfiguration vergrößert den Kühlmittelansaugraum 37, der zwischen der ersten Grundplatte 311 der festen Spirale 31 und dem Axiallager bzw. Schublager am Hauptrahmen 2 innerhalb der Haupthülle 11 lokalisiert ist und in welchem die umlaufende Spirale 32 angeordnet ist. Des Weiteren vereinfacht diese Konfiguration die Struktur des Hauptrahmens 2, was zu einer verbesserten Bearbeitbarkeit und einem leichteren Gewicht des Spiralverdichters 100 führt.
4 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die die Hülle 1 und den Hauptrahmen 2 des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht, und stellt eine vergrößerte Ansicht eines Teils dar, der durch eine Strichlinie B in 1 umgeben ist. Wie in 4 veranschaulicht, ist der Hauptrahmen 2 an der zweiten Innenwandfläche 114 der Innenwandfläche der Hülle 1 befestigt. Die Hülle 1 umfasst die zweite Innenwandfläche 114 und einen zweiten Vorsprung 115, der aus der zweiten Innenwandfläche 114 vorsteht und der den Hauptrahmen 2 positioniert.
Die zweite Innenwandfläche 114 ist eine Fläche, die sich kontinuierlich von einer Innenfläche des zweiten Vorsprungs 115 erstreckt. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Hülle 1 einen gestuften Abschnitt umfasst, der hinsichtlich eines Innendurchmessers in Richtung der anderen Endseite L abnimmt. Im Hauptrahmen 2 umfasst die Umfangswand 219 des Körpers 21 einen Abschnitt mit einem maximalen Außendurchmesser, und der Abschnitt dient als ein Schrumpfpassungsabschnitt 2191. Der Schrumpfpassungsabschnitt 2191 ist über den gesamten Umfang des Körpers 21 vorgesehen. Der Hauptrahmen 2 ist bei dem Schrumpfpassungsabschnitt 2191 an der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 zum Beispiel durch eine Schrumpfpassung befestigt.
Da der Schrumpfpassungsabschnitt 2191 über den gesamten Umfang des Körpers 21 vorgesehen ist, ist der Hauptrahmen 2 mit der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 über den gesamten Umfang des Hauptrahmens 2 in Kontakt und daran befestigt. Dies verhindert eine Verformung des Hauptrahmens 2. Der Hauptrahmen 2 ist an der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 derart befestigt, dass der Hauptrahmen 2 mit der zweiten Innenwandfläche 114 über den gesamten Umfang des zweiten Vorsprungs 115 in Kontakt ist, und derart, dass der Hauptrahmen 2 durch die erste Positionierfläche 113 positioniert ist. Da die feste Spirale 31 an der ersten Innenwandfläche 111 der Hülle 1 befestigt ist, eliminiert eine derartige Konfiguration das Bedürfnis, den Hauptrahmen 2 eine Wand aufweisen zu lassen, an der die feste Spirale 31 mit Schrauben befestigt wird.
Die Konfiguration des Ansauganschlusses 213 wird nun beschrieben werden. 5 stellt ein schematisches Diagramm dar, das den Ansauganschluss 213 des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 erklärt. In 5 veranschaulicht ein rechter Teil des Zeichnungsblatts die Erscheinung des Hauptrahmens 2 und ein linker Teil des Zeichnungsblatts veranschaulicht einen Abschnitt des Hauptrahmens 2. 6 stellt eine Draufsicht dar, die den Ansauganschluss 213 des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. Wie in den 5 und 6 veranschaulicht, umfasst der Ansauganschluss 213 einen oberen Abschnitt 2133 und einen unteren Abschnitt 2134. Der obere Abschnitt 2133 des Ansauganschlusses 213 wird durch die Umfangswand 219 des Körpers 21 und die zweite Innenwandfläche 114 der Hülle 1 umgeben und ist durch einen Teil der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 definiert. Der obere Abschnitt 2133 des Ansauganschlusses 213 ist ein Verbindungsteil, wo sich der Ansauganschluss 213 mit dem Kühlmittelansaugraum 37 verbindet.
Der obere Abschnitt 2133 des Ansauganschlusses 213 bildet einen Abschnitt des Ansauganschlusses 213 auf der einen Endseite U. Der untere Abschnitt 2134 des Ansauganschlusses 213 bildet einen Abschnitt des Ansauganschlusses 213 auf der anderen Endseite L. Der obere Abschnitt 2133 des Ansauganschlusses 213 öffnet sich in einen Raum am Körper 21 des Hauptrahmens 2 auf der einen Endseite U oder in den Kühlmittelansaugraum 37. Der untere Abschnitt 2134 öffnet sich in den Raum am Körper 21 auf der anderen Endseite L gegenüberliegend zum Kühlmittelansaugraum 37. Der Ansauganschluss 213 ermöglicht eine Kommunikation bzw. Verbindung zwischen dem Kühlmittelansaugraum 37, der der Raum am Körper 21 des Hauptrahmens 2 auf der einen Endseite U ist, und dem Raum am Körper 21 auf der anderen Endseite L.
Ein Ende des oberen Abschnitts 2133 auf der einen Endseite U ist beim Umfang der flachen Fläche 212 lokalisiert, die eine Stirnfläche des Körpers 21 angrenzend an den Kühlmittelansaugraum 37 ist. Der obere Abschnitt 2133 weist eine Öffnung auf, die eine Öffnung des Ansauganschlusses 213 angrenzend an den Kühlmittelansaugraum 37 ist. Der obere Abschnitt 2133 erstreckt sich von der flachen Fläche 212 in Richtung der anderen Endseite L in der vertikalen Richtung parallel zur Axialrichtung. Ein Ende des oberen Abschnitts 2133 auf der anderen Endseite L verbindet sich mit einem Ende des unteren Abschnitts 2134 auf der einen Endseite U.
Zum Beispiel ist in einer Draufsicht des Hauptrahmens 2 der obere Abschnitt 2133 in einem Abschnitt der Umfangswand 219 des Körpers 21 lokalisiert, der im Körper 21 nach innen vertieft ist. Zum Beispiel ist in einer vertikalen Schnittansicht des Hauptrahmens 2 das Ende des oberen Abschnitts 2133 auf der anderen Endseite L bei einer Stufe lokalisiert, die durch ein Aushöhlen der Umfangswand 219 des Körpers 21 nach innen in den Körper 21 gebildet wird, und verbindet sich mit dem Ende des unteren Abschnitts 2134 auf der einen Endseite U. Der obere Abschnitt 2133 muss lediglich durch die Umfangswand 219 des Körpers 21 und die zweite Innenwandfläche 114 der Hülle 1 umgeben sein. Der obere Abschnitt 2133 kann irgendeine Form aufweisen.
Der untere Abschnitt 2134 erstreckt sich durch den Körper 21. Der untere Abschnitt 2134 ist radial innen von der Umfangswand 219 des Körpers 21 lokalisiert. Die Umfangswand 219 des Körpers 21, die radial außerhalb des unteren Abschnitts 2134 lokalisiert ist, dient als Schrumpfpassungsabschnitt 2191. Das Ende des unteren Abschnitts 2134 auf der einen Endseite U verbindet sich mit dem Ende des oberen Abschnitts 2133 auf der anderen Endseite L. Der untere Abschnitt 2134 erstreckt sich von seinem Ende auf der einen Endseite U in Richtung der anderen Endseite L in der vertikalen Richtung parallel zur Axialrichtung. Ein Ende des unteren Abschnitts 2134 auf der anderen Endseite L ist bei einer Fläche des Körpers 21 entfernt von dem Kühlmittelansaugraum 37 lokalisiert.
Der untere Abschnitt 2134 weist eine Öffnung auf, die nach innen von der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 in der radialen Richtung der Hülle 1 lokalisiert ist. Die Öffnung des unteren Abschnitts 2134 ist bei der Fläche des Körpers 21 entfernt von dem Kühlmittelansaugraum 37 derart lokalisiert, dass die Öffnung näher zur Mitte des Körpers 21 als die Umfangswand 219 des Körpers 21 ist. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Mitte der Öffnung des unteren Abschnitts 2134 näher zur Mitte des Körpers 21 lokalisiert ist als die Mitte der Öffnung des oberen Abschnitts 2133, und der obere Abschnitt 2133 und der untere Abschnitt 2134 sind stufenförmig verbunden. Die Mitte der Öffnung des unteren Abschnitts 2134 ist näher zur Mitte des Körpers 21 lokalisiert als die Mitte der Öffnung des oberen Abschnitts 2133, so dass der Schrumpfpassungsabschnitt 2191 zur Befestigung des Hauptrahmens 2 an der Hülle 1 vorgesehen wird. Diese Konfiguration verringert oder eliminiert eine Verformung des Hauptrahmens 2.
7 stellt eine vergrößerte Ansicht des Ansauganschlusses 213 des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 dar. Wie in 7 veranschaulicht, sind optimale Dimensionen des Ansauganschlusses 213 zum Beispiel durch eine Schrumpfpassungsabschnittshöhe A, eine Schrumpfpassungsdicke B, eine Höhe C des oberen Abschnitts 2133, eine Öffnungsbreite D des oberen Abschnitts 2133 und eine Öffnungsbreite E des unteren Abschnitts 2134 bestimmt.
Die Schrumpfpassungsabschnittshöhe A ist eine axiale Entfernung entsprechend dem Schrumpfpassungsabschnitt 2191 und ist eine axiale Entfernung entsprechend dem unteren Abschnitt 2134. Die Schrumpfpassungsabschnittsdicke B ist eine Entfernung zwischen der Umfangswand 219, bei der der Schrumpfpassungsabschnitt 2191 lokalisiert ist, des Körpers 21 und einer Innenwandfläche des unteren Abschnitts 2134. Die Höhe C des oberen Abschnitts 2133 ist eine axiale Entfernung entsprechend einem Abschnitt einer zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1, die den oberen Abschnitt 2133 definiert. Die Öffnungsbreite D des oberen Abschnitts 2133 ist eine radiale Dimension des oberen Abschnitts 2133. Die Öffnungsbreite E des unteren Abschnitts 2134 ist eine radiale Dimension des unteren Abschnitts 2134.
Zum Beispiel kann für das Verhält zwischen der Schrumpfpassungsabschnittshöhe A und der Höhe C des oberen Abschnitts 2133, falls die Schrumpfpassungsabschnittshöhe A größer oder gleich der Höhe C des oberen Abschnitts 2133 ist, der Hauptrahmen 2 sicher an der Hülle 1 befestigt werden, womit sich eine Schrumpfpassungsfestigkeit erhöht. Für das Verhältnis zwischen der Schrumpfpassungsdicke B und der Öffnungsbreite D des oberen Abschnitts 2133, falls die Schrumpfpassungsabschnittsdicke B kleiner oder gleich der Öffnungsbreite D des oberen Abschnitts 2133 ist, kann ein Druckverlust eines angesaugten Kühlmittels verringert werden, was das Kühlmittel reibungsloser durch den Ansauganschluss 213 fließen lässt. Für das Verhältnis zwischen der Öffnungsbreite D des oberen Abschnitts 2133 und der Öffnungsbreite E des unteren Abschnitts 2134, falls die Öffnungsbreite D des oberen Abschnitts 2133 kleiner oder gleich der Öffnungsbreite E des unteren Abschnitts 2134 ist, kann ein Druckverlust des angesaugten Kühlmittels verringert werden. Des Weiteren könnte das Verhältnis zwischen der Schrumpfpassungsabschnittsdicke B und der Öffnungsbreite D und das Verhältnis zwischen der Öffnungsbreite D und der Öffnungsbreite E so eingestellt werden, dass eine radiale Innenseite 2133a des oberen Abschnitts 2133 radial innen von einer radialen Außenseite 2134a des unteren Abschnitts 2134 lokalisiert ist. Somit ist die radiale Innenseite 2133a des oberen Abschnitts 2133 nicht mit der radialen Außenseite 2134a des unteren Abschnitts 2134 ausgerichtet. Dies verringert oder eliminiert eine übermäßige Biegung des Ansauganschlusses 213, was verursacht, dass das Kühlmittel reibungslos angesaugt wird.
Die Dimensionen des Ansauganschlusses 213 könnten so gewählt werden, dass das Kühlmittel reibungslos in den Kühlmittelansaugraum 37 gesaugt werden kann und dass eine Verformung des Hauptrahmens 2, die durch die Schrumpfpassung verursacht wird, verringert oder eliminiert werden kann.
Der Ansauganschluss 213 muss zum Beispiel lediglich in einer Position auf der flachen Fläche 212 vorgesehen sein, die die Stirnfläche angrenzend an den Kühlmittelansaugraum 37 ist. In diesem Fall könnte der Ansauganschluss 213 in einem Bereich von 180 Grad oder weniger der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 in einer Umfangsrichtung der flachen Fläche 212 lokalisiert sein. Dies resultiert in einer Druckverlustverringerung des Kühlmittels, was verursacht, dass das Kühlmittel reibungslos in den Kühlmittelansaugraum 37 geführt wird.
Ein Betrieb des Spiralverdichters 100 wird nun beschrieben werden. Wenn eine Energie an den Spiralverdichter 100 von dem Energieversorgungsanschluss der Energieversorgungseinheit an dem Spiralverdichter 100 geliefert wird, wird ein Drehmoment beim Stator 41 und Rotor 42 erzeugt, so dass sich die Kurbelwelle 7 dreht. Die Drehung der Kurbelwelle 6 wird an die umlaufende Spirale 32 über den exzentrischen Wellenabschnitt 62 und die Buchse 7 übertragen. In Reaktion auf eine derartige übertragene Rotationsantriebskraft führt die umlaufende Spirale 32 eine Umlaufbewegung exzentrisch in Bezug auf die feste Spirale 31 durch, während sie durch den Oldham-Ring 33 an einem Drehen gehindert wird. Zu dieser Zeit gleitet die Fläche der umlaufenden Spirale 32, die fern von der festen Spirale 31 ist, auf der Schubplatte 24.
Wenn die umlaufende Spirale 32 umläuft, fließt das Kühlmittel, das in die Hülle 1 durch das Ansaugrohr 14 angesaugt wird, vom Raum am Hauptrahmen 2 gegenüberliegend zum Kühlmittelansaugraum 37 in den Kühlmittelansaugraum 37 durch den Ansauganschluss 213 des Hauptrahmens 2.
Das Kühlmittel, das den Kühlmittelansaugraum 37 durch den Ansauganschluss 213 erreicht hat, wird in die Verdichtungskammer 34 gesaugt, die durch die feste Spirale 31 und die umlaufende Spirale 32 definiert ist. Wenn die umlaufende Spirale 32 eine exzentrische Umlaufbewegung durchführt, verringert sich das Kühlmittel hinsichtlich eines Volumens und wird verdichtet, während es sich von dem Umfang der umlaufenden Spirale zu ihrer Mitte bewegt. Wenn die umlaufende Spirale 32 die exzentrischen Umlaufbewegung durchführt, wird die umlaufende Spirale 32 mit der Buchse 7 radial zusammenbewegt aufgrund einer Zentrifugalkraft, die auf die umlaufende Spirale 32 wirkt, so dass Seitenwände der zweiten Spiralumwicklung 322 und der ersten Spiralumwicklung 312 miteinander in Kontakt kommen. Das verdichtete Kühlmittel fließt von dem Auslassanschluss 313 der festen Spirale 31 an das Auslassloch 351 der festen Spirale 31 und wird dann gegen das Auslassventil, das an dem Auslassloch 351 befestigt ist, zur Außenseite der Hülle 1 ausgegeben.
8 stellt eine vergrößerte Ansicht dar, die die Verdichtungsmechanismuseinheit 3 des Spiralverdichters 100 gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. In 8 repräsentieren durchgezogene Pfeile die Strömung des Kühlmittels. Wie in 8 veranschaulicht, ist in dem Ansauganschluss 213, durch welchen das Kühlmittel verläuft, das in die Hülle 1 durch das Ansaugrohr 14 angesaugt wird, die Öffnung des oberen Abschnitts 2133 durch die zweite Innenwandfläche 114 der Hülle 1 definiert. In dem Fall, wo sich der obere Abschnitt 2133 durch die flache Fläche 212 erstreckt, ist die Öffnung des oberen Abschnitts 2133 durch die flache Fläche 212 des Hauptrahmens 2 definiert. Somit ist der Ansauganschluss 213 näher zur Mittelachse der Hülle 1 lokalisiert als der Umfang der flachen Fläche 212. Außerdem wird die Öffnung des oberen Abschnitts 2133 durch die zweite Innenwandfläche 114, die am weitesten von der Mittelachse innerhalb der Hülle 1 entfernt ist, der Hülle 1 definiert. Somit ist die Öffnung des oberen Abschnitts 2133 radial außen weiter von der Mittelachse lokalisiert als der Umfang der flachen Fläche 212.
Eine derartige Konfiguration verringert oder eliminiert eine Ausrichtung der umlaufenden Spirale 32 und des Ansauganschlusses 213, selbst wenn der Spiralverdichter 100 hinsichtlich einer Kapazität derart vergrößert ist, dass die zweite Grundplatte 321 der umlaufenden Spirale 32 im Durchmesser erhöht ist. Somit kann, während eine maximale Größenzunahme der umlaufenden Spirale 32 erzielt wird, die Wahrscheinlichkeit eliminiert werden, dass die umlaufende Spirale 32 einen Teil des Ansauganschlusses 213 während eines Umlaufens blockieren könnte. Des Weiteren kann die Öffnungsfläche des Ansauganschlusses 213 immer konstant gehalten werden, unbeachtlich der Position der umlaufenden Spirale 32 während eines Umlaufens der umlaufenden Spirale 32. Dies resultiert in einer Druckverlustverringerung. Insbesondere weist bei einer Konfiguration, bei der die feste Spirale 31 an der ersten Innenwandfläche 111 der Hülle 1 befestigt ist, der Hauptrahmen 2 keine Wand auf, an der die feste Spirale 31 befestigt wird. Dies ermöglicht es, den Durchmesser der zweiten Grundplatte 321 der umlaufenden Spirale 32 zu erhöhen, um so groß wie der Durchmesser des Hauptrahmens 2 zu sein. In diesem Fall wird der Ansauganschluss 213 nicht durch die umlaufende Spirale 32 während eines Umlaufens blockiert, womit eine ausreichende Öffnungsfläche des Ansauganschlusses 213 sichergestellt wird. Dies resultiert in einer Druckverlustverringerung.
Der Ansauganschluss 213 ist derart konfiguriert, dass sich der untere Abschnitt 2134 durch den Körper 21 erstreckt. Der untere Abschnitt 2134 des Ansauganschlusses 213 ist radial näher zur Mitte der Hülle 1 lokalisiert als der obere Abschnitt 2133. Der Ansauganschluss 213, vom oberen Abschnitt 2133 zum unteren Abschnitt 2134, erstreckt sich nicht vertikal entlang der Umfangswand 219 des Körpers 21 des Hauptrahmens 2. Der untere Abschnitt 2134 des Ansauganschlusses 213 wird durch die Umfangswand 219 des Körpers 21 definiert, der zwischen der zweiten Innenwandfläche 114 der Hülle 1 und der Innenwandfläche des unteren Abschnitts 2134 angeordnet ist. In der Position des unteren Abschnitts 2134 verbleibt die Umfangswand 219 des Körpers 21 als der Schrumpfpassungsabschnitt 2191. Der Hauptrahmen 2 ist in den Schrumpfpassungsabschnitt 2191 geschrumpft und an ihm mit der Hülle 1 befestigt. Somit ist ein Abschnitt des Hauptrahmens 2, der den unteren Abschnitt des Ansauganschlusses 213 umfasst, in die Hülle 1 über ihren gesamten Umfang eingeschrumpft, womit die Verformung der Hülle 1 oder des Hauptrahmen 2s verringert oder eliminiert wird.
< Modifikation 1 >
9 stellt eine vergrößerte Schnittansicht dar, die eine Hülle 1 und einen Hauptrahmen 2 eines Spiralverdichters 100 gemäß einer Modifikation 1 der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 10 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Ansauganschluss 213 des Spiralverdichters 100 gemäß der Modifikation 1 der Ausführungsform 1 erklärt. Wie in den 9 und 10 veranschaulicht, weist der Umfang des Hauptrahmens 2 eine Stufe über seinen gesamten Umfang auf, um einen Umfangsabschnitt des Hauptrahmens 2 vorzusehen, der nicht zu schrumpfen ist. Dies ermöglicht eine gleichmäßige Ausbildung des Schrumpfpassungsabschnitts 2191 in der Umfangsrichtung des Hauptrahmens 2, was zu einer gleichmäßigen Schrumpfpassungsfestigkeit führt.
<Modifikation 2>
11 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Spiralverdichter 100 gemäß einer Modifikation 2 der Ausführungsform 1 erklärt. Wie in 11 veranschaulicht, weist der Spiralverdichter 100 gemäß der Modifikation mehrere Ansauganschlüsse 213 auf, die in einem Körper 21 angeordnet sind. Die mehreren Ansauganschlüsse 213 sind in regelmäßigen Abständen in der Umfangsrichtung des Hauptrahmens 2 angeordnet. Dies eliminiert eine Ausrichtung einer umlaufenden Spirale 32, die hinsichtlich einer Größe mit Öffnungen von oberen Abschnitten 2133 erhöht ist. Außerdem verringert dies die Strömungsgeschwindigkeit eines Kühlmittels, das durch jeden der Ansauganschlüsse 213 fließt, was eine Verringerung einer Öffnungsfläche des Ansauganschlusses 213 ermöglicht.
Bei dem Spiralverdichter 100 gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform 1 ist der obere Abschnitt 2133, der ein Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss 213 und dem Kühlmittelansaugraum 37 darstellt, durch die Umfangswand 219 des Hauptrahmens 2 und die zweite Innenwandfläche 114 der Haupthülle 11 umgeben. Dies verursacht, dass die Öffnung des Ansauganschlusses 213 angrenzend an den Kühlmittelansaugraum 37 beim Umfang des Hauptrahmens 2 lokalisiert ist. Dies eliminiert eine Ausrichtung der umlaufenden Spirale 32 mit dem Ansauganschluss 213, unbeachtlich der Position der umlaufenden Spirale 32 während eines Umlaufens, so dass eine Blockade eines Auslasses des Ansauganschlusses 213 verhindert wird. Da der Ansauganschluss 213 daran gehindert wird, mit der umlaufenden Spirale 32 ausgerichtet zu sein, und da der Auslass des Ansauganschlusses 213 nicht blockiert ist, stellt dies eine ausreichende Öffnungsfläche des Ansauganschlusses 213 sicher. Dies resultiert in einer Druckverlustverringerung.
Der Hauptrahmen 2 ist an der Haupthülle 11 derart befestigt, dass die Umfangswand 219 des Hauptrahmens 2 mit der zweiten Innenwandfläche 114 über den gesamten Umfang der Umfangswand 219 in Kontakt ist. Eine derartige Konfiguration eliminiert eine Verzerrung des Hauptrahmens 2, wenn der Hauptrahmen 2 in die Haupthülle 11 eingeschrumpft wird, was verursacht, dass sich der Hauptrahmen 2 nicht verformt.
Der untere Abschnitt 2134 des Ansauganschlusses 213 entfernt von dem Kühlmittelansaugraum 37 ist innen gegenüber der zweiten Innenwandfläche 114 der Haupthülle 11 in der radialen Richtung der Haupthülle 11 lokalisiert. Somit verbleibt ein Abschnitt der Umfangswand 219 des Körpers 21 des Hauptrahmens 2, der auf der anderen Endseite L lokalisiert ist, als der Schrumpfpassungsabschnitt 2191. Der Hauptrahmen 2 wird über den gesamten Umfang eingeschrumpft. Dies verringert oder eliminiert eine Verformung des Hauptrahmens 2. Dies verringert oder eliminiert auch eine Verformung des Hauptlagers 22, was in einer verbesserten Zuverlässigkeit des Verdichters resultiert. Da die Verformung verringert oder eliminiert wird, wird eine Fehlausrichtung verringert oder eliminiert, was in einer Verringerung eines Leckverlusts resultiert, der durch eine Neigung der umlaufenden Spirale 32 verursacht wird.
Der Hauptrahmen 2 ist mit der zweiten Innenwandfläche 114 und dem zweiten Vorsprung 115 der Haupthülle 11 über den gesamten Umfang der Umfangswand 219 des Körpers 21 in Kontakt. Somit ist der Hauptrahmen 2 über seinen gesamten Umfang geschrumpft bzw. schrumpfgeformt. Der Hauptrahmen 2 ist nicht verzerrt, wenn er geschrumpft bzw. schrumpfgeformt wird, was in einer kleinen oder keinen Verformung resultiert.
Die Öffnung des oberen Abschnitts 2133 des Ansauganschlusses 213 ist lediglich in einer Position in einem Bereich von 180 Grad oder weniger der Haupthülle 11 vorgesehen. Dies führt zu einem geringeren Wandwiderstand als jenem bei einer Konfiguration, bei der mehrere Öffnungen in unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, was in einer Verringerung eines Druckverlusts resultiert, was das Kühlmittel reibungslos fließen lässt.
Ausführungsform 2.
12 stellt ein schematisches Diagramm dar, das einen Ansauganschluss 213 eines Spiralverdichters 100 gemäß einer Ausführungsform 2 erklärt. In 12 repräsentiert ein offener Pfeil das Strömen des Kühlmittels. Der Spiralverdichter 100 gemäß der Ausführungsform 2 unterscheidet sich von jener gemäß der Ausführungsform 1 darin, dass der Ansauganschluss 213 geneigt ist. Bei der Ausführungsform 2 werden Teile, die mit Ausführungsform 1 gemein sind, durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen. Die folgende Beschreibung wird sich auf den Unterschied zwischen Ausführungsform 1 und der Ausführungsform 2 fokussieren.
Wie in 12 veranschaulicht, umfasst im Spiralverdichter 100 gemäß der Ausführungsform 2 der Ansauganschluss 213 einen unteren Abschnitt 2134, der radial nach außen in Richtung des Umfangs eines Hauptrahmens 2 in einer Richtung zu einem Kühlmittelansaugraum 37 geneigt ist. Konkreter bedeutet dies, dass der untere Abschnitt 2134 des Ansauganschlusses 213 in der Axialrichtung derart geneigt ist, dass der untere Abschnitt 2134 von der Mittelachse in Richtung der einen Endseite U entfernt ist. Da der untere Abschnitt 2134 des Ansauganschlusses 213 geneigt ist, verbindet sich der untere Abschnitt 2134 reibungslos mit einem oberen Abschnitt 2133, was das Kühlmittel reibungslos durch den Ansauganschluss 213 fließen lässt.
Bezugszeichenliste
1: Hülle, 2: Hauptrahmen, 3: Verdichtungsmechanismuseinheit, 4: Antriebsmechanismuseinheit, 5: Hilfsrahmen, 6: Kurbelwelle, 7: Buchse, 11: Haupthülle, 12: obere Hülle, 13: untere Hülle, 14: Ansaugrohr, 15: Auslassrohr, 16: Kupplungshülle, 21: Körper, 22: Hauptlager, 23: Ölrückführrohr, 24: Schubplatte, 31: feste Spirale, 32: umlaufende Spirale, 33: Oldham-Ring, 34: Verdichtungskammer, 35: Schalldämpfer, 37: Kühlmittelansaugraum, 41: Stator, 42: Rotor, 51: Hilfslager, 52: Ölpumpe, 53: Ölsumpf, 61: Hauptwellenabschnitt, 62: exzentrischer Wellenabschnitt, 64: erste Ausgleicheinrichtung, 65: zweite Ausgleicheinrichtung, 71: Schieber, 72: Ausgleichsgewicht, 100: Spiralverdichter, 111: erste Innenwandfläche, 112: erster Vorsprung, 113: erste Positionierfläche, 114: zweite Innenwandfläche, 115: zweiter Vorsprung, 211: Aufnahmeraum, 212: flache Fläche, 213: Ansauganschluss, 214: Oldham-Aufnahmeabschnitt, 215: erste Oldham-Nut, 219: Umfangswand, 221: Wellenloch, 311: erste Grundplatte, 312: erste Spiralumwicklung, 313: Auslassanschluss, 321: zweite Grundplatte, 322: zweite Spiralumwicklung, 323: zylindrischer Abschnitt, 324: zweite Oldham-Nut, 331: Ringabschnitt, 332: erster Schlüsselabschnitt, 333: zweiter Schlüsselabschnitt, 351: Auslassloch, 721: gewichteter Abschnitt, 2133: oberer Abschnitt, 2133a: radiale Innenseite, 2134: unterer Abschnitt, 2134a: radiale Außenseite, 2191: Schrumpfpassungsabschnitt, 3211: Gleitfläche, 3212: Seite
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018547020 [0004]

Claims

Spiralverdichter, der aufweist: eine zylindrische Hülle; eine feste Spirale, die an einer Innenwandfläche der Hülle befestigt ist; eine umlaufende Spirale, die eine Verdichtungskammer mit der festen Spirale definiert; und einen Rahmen, der an der Innenwandfläche der Hülle befestigt ist, wobei der Rahmen die umlaufende Spirale hält und der es der umlaufenden Spirale ermöglicht umzulaufen, der einen Kühlmittelansaugraum, durch welchen ein Kühlmittel in die Verdichtungskammer läuft, mit der festen Spirale definiert und der einen Ansauganschluss aufweist, der sich durch den Rahmen erstreckt und der mit dem Kühlmittelansaugraum verbunden ist, wobei die Innenwandfläche der Hülle und eine Umfangswand des Rahmens einen Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss und dem Kühlmittelansaugraum umgeben.
Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss und dem Kühlmittelansaugraum durch einen Teil der Innenwandfläche der Hülle definiert ist.
Spiralverdichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rahmen an der Innenwandfläche derart befestigt ist, dass der Rahmen mit der Innenwandfläche über einen gesamten Umfang des Rahmens in Kontakt ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Öffnung des Ansauganschlusses entfernt von dem Kühlmittelansaugraum nach innen von der Innenwandfläche der Hülle in einer radialen Richtung der Hülle lokalisiert ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss und dem Kühlmittelansaugraum eine radiale Innenseite aufweist, wobei eine Öffnung des Ansauganschlusses entfernt von dem Kühlmittelansaugraum eine radiale Außenseite aufweist und wobei die radiale Innenseite radial innerhalb zur radialen Außenseite lokalisiert ist.
Spiralverdichter nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Verbindungsteil zwischen dem Ansauganschluss und dem Kühlmittelansaugraum und die Öffnung des Ansauganschlusses entfernt von dem Kühlmittelansaugraum stufenförmig verbunden sind.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, der ferner aufweist: einen ersten Vorsprung, der aus der Innenwandfläche vorsteht und der die feste Spirale positioniert, wobei die feste Spirale mit der Innenwandfläche der Hülle und dem ersten Vorsprung über einen gesamten Umfang der festen Spirale in Kontakt ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, der ferner aufweist: einen zweiten Vorsprung, der aus der Innenwandfläche vorsteht und der den Rahmen positioniert, wobei der Rahmen mit der Innenwandfläche der Hülle und dem zweiten Vorsprung über den gesamten Umfang des Rahmens in Kontakt ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Verbindungsteil in lediglich einer Position vorgesehen ist, und sich der Ansauganschluss in einem Bereich von 180 Grad oder weniger der Innenwandfläche der Hülle öffnet.