DE19520757B4

DE19520757B4 - Kältemittel-Spiralkompressor

Info

Publication number: DE19520757B4
Application number: DE19520757A
Authority: DE
Inventors: Mikio Okazaki Matsuda; Mitsuo Okazaki Inagaki; Hiroshi Ogawa; Kazuhide Hamamatsu Uchida; Motohiko Okazaki Ueda; Takeshi Chiryu Sakai
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: DENSO CORP., KARIYA, AICHI, JP NIPPON SOKEN, INC.,
Priority date: 1994-06-08
Filing date: 1995-06-07
Publication date: 2005-03-31
Anticipated expiration: 2015-06-08
Also published as: JPH0861269A; DE19520757A1; US5674058A; JP3376729B2

Abstract

Kältemittel-Spiralkompressor mit:
– einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kältemittels in das Gehäuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kältemittels nach der Komprimierung ausgestattet ist,
– einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (21) fluidtechnisch verbunden ist,
– einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist,
– einer stationären Spiraleinheit (4), die am Gehäuse (1, 2) befestigt und mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralteil (4b), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist,
– einer orbitierenden Spiraleinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Spiraleinheit (4) im Eingriff steht und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (3b), das an der Stirnplatte (3a) ausgebildet ist, ausgestattet ist,
– einer Antriebswelle...

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralkompressor, der zwar nicht ausschließlich, jedoch insbesondere zum Einbau in einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage zur Kompression des Kältemittels (Kühlmittels) geeignet ist.
Bei einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage mit einem dort eingebauten Kühlmittelkompressor, beispielsweise einem Spiralkompressor, wird das Kühlmittel durch einen Kühlkreis im Umlauf geführt, der den Kühlmittelkompressor, einen Kondensator, einen Flüssigkeitsbehälter, ein Expansionsventil, einen Verdampfer und Kühlmittelleitungen umfaßt, die diese Einheiten miteinander verbinden. Der Kompressor, der ein Kühlmittelgas komprimiert und das komprimierte Kühlmittelgas an den Kondensator abgibt, ist so angeordnet, daß er durch den Fahrzeugmotor über einen Kraftübertragungseinheit und eine Salenoidkupplung angetrieben wird.
Die Kraftübertragungseinheit umfaßt eine Antriebsriemenscheibe, die mit dem Fahrzeugmotor verbunden ist, eine angetriebene Riemenscheibe, die an der Antriebswelle des Kühlmittelkompressors angebaut ist, und einen Riemen, der um die Antriebsriemenscheibe und die angetriebene Riemenscheibe herumgeführt ist, um das Moment des Fahrzeugmotors von der Antriebsriemenscheibe an die angetriebene Riemenscheibe zu übertragen. Die elektromagnetische Kupplung (Solenoidkupplung) dient dazu, die angetriebene Riemenscheibe der Kraftübertragungseinheit mit der Antriebswelle des Kühlmittelkompressors zum Eingriff zu bringen, wenn letzterer anzutreiben ist, und die angetriebene Riemenscheibe von der Antriebswelle des Kompressors außer Eingriff zu bringen, wenn letzterer anzuhalten ist. Die Solenoidkupplung umfasst im allgemeinen (Solenoid)-Spulen, die in Abhängigkeit von der Aufbringung von Steuersignalen elektrisch erregbar sind, Reibscheiben, Federn und andere Teile, die in der angetriebenen Riemenscheibe der Kraftübertragungseinheit untergebracht sind, die an der Antriebswelle des Kompressors angebracht ist, wenn Kraft von Fahrzeugmotor mittels der Antriebsriemenscheibe und des Riemens übertragen wird. Da die die Solenoidkupplung im Inneren der an der Antriebswelle des Kompressors angebrachten angetriebenen Riemenscheibe untergebracht ist, können der Außendurchmesser der angetriebenen Riemenscheibe nicht klein und die Bauweise der angetriebenen Riemenscheibe nicht einfach sein. Somit ist es schwierig, eine Verkleinerung der Gesamtgröße und eine Verringerung der Herstellungskosten des Kühlmittelkompressors einschließlich der angetriebenen Riemenscheibe und der Solenoidkupplung zu erreichen.
Wenn der Kühlmittelkompressor durch Betätigung der Solenoidkupplung in Betrieb genommen oder angehalten wird, tritt eine auf den Fahrzeugmotor zur Einwirkung gebrachte Laständerung auf, die den Fahrer des Fahrzeugs während des Betriebs desselben infolge einer plötzlichen Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und eines auf den Fahrer zur Einwirkung kommenden Stoßes stören kann.
Des weiteren wird üblicherweise angenommen, daß dann, wenn der in der Fahrzeugklimaanlage eingebaute Kühlmittelkompressor ein Kühlmittel-Spiralkompressor ist, dessen Betrieb mit herkömmlichen Kompressoren mit hin- und hergehenden Kolben, wie beispielsweise einem Taumelscheibenkompressor oder einem Flatterscheibenkompressor, durchaus verglichen werden kann.

Aus DE 39 35 571 A1 , EP 0113786 A1 , US 45 05 651 und US 47 44 733 sind Spiralverdichter bekannt, welche durch Rückschlagventile verschlossene Durchgangsbohrungen und jeweils ein Ventil zum Öffnen und Schliessen eines Verbindungskanals zwischen Auslass- und Ansaugbereich aufweisen.

In dieser Hinsicht zeigt die ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung 61-72 889 Beispiele technischer Maßnahmen zur Verringerung eines unangenehmen Stoßes, der von einem Fahrzeugfahrer empfunden wird, wenn der in der Fahrzeug-Klimaanlage eingebaute Spiralkompressor seinen Betrieb aufnimmt. Jedoch sind die offenbarten Maßnahmen auf eine Verringerung des Stoßes des Spiralkompressors nur zu dem Zeitpunkt des anfänglichen Starts des Betriebs des Kompressors ausgerichtet, und können entsprechend die herkömmliche Solenoidkupplung auf der Kraftübertragungsstrecke vom Fahrzeugmotor zum Spiralkompressor nicht überflüssig machen, die zum Betrieb und zum Anhalten des Kompressors verwendet wird. Daher geben die obenbezeichneten Veröffentlichungen keine technischen Maßnahmen zur Lösung der Probleme bei herkömmlichen Kühlmittelkompressoren für Kraftfahrzeug-Klimaanlagen, wie beispielsweise zur Verkleinerung der gegenständlichen Größe und eine zur Senkung der Herstellungskosten des Spiralkompressors, und zur Überwindung des auf den Fahrer und die Fahrgäste des Fahrzeugs während des Betriebs desselben einwirkenden Stoßes an.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Spiralkompressor zu schaffen, der für den Einbau in einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage geeignet ist und der seine Fördermenge auf im wesentlichen Null, sofern erforderlich, verändern kann.

Diese Aufgabe wird durch Spiralkompressoren mit den in den Ansprüchen 1, 12, 13 und 14 genannten Merkmalen gelöst.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen ein Kühlmittel-Spiralkompressor mit:
Einem Gehäuse, das mit einem Ansauganschluß zur Einführung des zu komprimierenden Kühlmittels in das Gehäuse und mit einem Abgabeanschluß zur Abgabe des Kühlmittels nach der Kom primierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer, die im Gehäuse ausgebildet und mit dem Ansauganschluß fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer, die im Gehäuse ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß fluidtechnisch verbunden ist,
einer stationären Spiraleinheit, die am Gehäuse befestigt und mit einer Stirnplatte und einem Spiralelement, das an der Stirnplatte ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer orbitierenden Spiraleinheit, die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Spiraleinheit im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte und einem Spiralteil, das an der Stirnplatte ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer Antriebswelle, die mittels des Gehäuses drehbar gelagert ist und für eine Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit bezüglich der stationären Spiraleinheit sorgt, einer Einrichtung zur Verhinderung einer Drehung, die in Hinblick darauf angeordnet ist, die orbitierende Spiraleinheit an einer Drehung während ihrer Orbitalbewegung zu hindern, und einer Vielzahl von Kompressionskammern, die als eine Vielzahl von Taschen ausgebildet sind, die zwischen der stationären Spiraleinheit und der orbitierenden Spiraleinheit gebildet sind und sich in Richtung auf das Zentrum der Spiralteile in Abhängigkeit von der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit bewegen, um dadurch das in die Taschen eingesaugte Kühlmittel zu komprimieren, wobei der Kühlmittelkompressor gekennzeichnet ist durch
eine Vielzahl von Bypaßöffnungen, die in der Stirnplatte der stationären Spiraleinheit ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen und der Abgabekammer zu schaffen,
eine Abgabeöffnung, die in der Stirnplatte der stationären Spiraleinheit ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen und der Abgabekammer zu schaffen,
eine Anordnung, bei der die Vielzahl der Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung in solcher Weise vorgesehen sind, daß alle Taschen der Vielzahl von Taschen konstant mit der Vielzahl der Bypaßöffnungen oder der Abgabeöffnung in Verbindung stehen,
Rückschlagventileinheiten, die in der Abgabekammer an Stellen nahe bei der Vielzahl der Bypaßöffnungen und der Abgabeöffnung angeordnet sind, um das Kühlmittel nach der Komprimierung an einem Rücklauf von der Abgabekammer aus zu der Vielzahl der Taschen zu hindern,
eine Fluidkanaleinheit, die in Hinblick darauf angeordnet ist, sich zwischen der Ansaugkammer und der Abgabekammer zu erstrecken, um eine Fluidverbindung zwischen diesen zu schaffen, und
eine Fluiddurchtrittssteuereinrichtung, die in der Fluidkanaleinheit angeordnet ist und eine Öffnungs- und eine Schließstellung der Fluidkanaleinheit festlegt, um dadurch den Durchtritt des Kühlmittels durch die Fluidkanaleinheit zu regeln.

Bei dem vorstehend genannten Spiralkompressor kann dieser, wenn die Fluidkanaleinheit zwischen der Ansaugkammer und der Abgabekammer durch die Fluiddurchtrittssteuereinheit verschlossen ist, einen regulären Kompressionsbetrieb durchführen, um das komprimierte Kühlmittel zu der Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs zu führen.

Wenn die Fluidkanaleinheit durch die Fluiddurchtrittssteuereinheit geöffnet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Ansaugkammer und der Abgabekammer des Kompressors herzustellen, werden die in beiden Kammern herrschenden Drücke zum Ausgleich gebracht, und tritt entsprechend keine Kompression des Kühlmittels in den jeweiligen Taschen während der Bewegung derselben in Richtung auf das Zentrum der Spiralelemente der stationären Spiraleinheit und der orbitierenden Spiraleinheit auf, und strömt das Kühlmittel durch die Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung von den jeweiligen Taschen aus in Richtung auf die Abgabekammer. Das Kühlmittel zirkuliert nämlich durch die Ansaugkammer, die Taschen, die Abgabekammer des Kompressors und den Fluiddurchtritt. Demzufolge kann der Spiralkompressor mit Null-Fördermenge bzw. -Leistung (im we sentlichen wird kein komprimiertes Kühlmittelgas vom Kompressor geliefert) betrieben werden.

Aus den vorstehenden Angaben ist zu beachten, daß der Kühlmittel- Spiralkompressor von seinem regulären Kompressionsbetrieb; aufgrund des Vorhandenseins der Bypaßöffnungen und des Fluiddurchtrittskanals, sofern erforderlich, auf einen Null-Fördermengenbetrieb geschaltet werden kann. Somit ist es möglich, auf eine auf der Kraftübertragungsstrecke von der Antriebsquelle, d.h. einem Kraftfahrzeugmotor, zum Kühlmittelkompressor herkömmlicherweise angeordnete Solenoidkupplung zu verzichten. Dementsprechend muß der Spiralkompressor keine Solenoidkupplung besitzen, kann er in seiner Größe kleiner sein, und können seine Herstellungskosten gesenkt werden.

Weil des weiteren der erfindungsgemäße Kühlmittel-Spiralkompressor während des Betriebs des Fahrzeugsmotors kontinuierlich betrieben werden kann, kann dann, wenn der Kompressor vom Null-Kapazitätsbetrieb auf den regulären Kompressionsbetrieb geschaltet wird, die Veränderung der von der Klimaanlage auf den Fahrzeugmotor zur Einwirkung gebrachten Last klein sein, und müssen dementsprechend der Fahrer oder die Fahrgäste nicht unter einem unangenehmen Stoß leiden, der infolge einer plötzlichen Änderung der auf den Fahrzeugmotor zur Einwirkung gebrachten Last auftreten kann.

Vorzugsweise ist der Fluidkanal als Durchtritt ausgebildet, der sich durch das Gehäuse des Spiralkompressors hindurch erstreckt.

Vorzugsweise umfaßt die Rückschlagventileinheit eine Vielzahl von einzelnen Rückschlagventilelementen, die für jede der Vielzahl von Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung angeordnet sind.

Vorzugsweise umfaßt die Fluiddurchtrittssteuereinheit ein Solenoidventil, das eine Öffnungs- und eine Schließstellung derselben definiert und aus der Öffnungsstellung zu der Schließstellung und umgekehrt in Reaktion auf elektrische Steuersignale bewegbar ist.

Vorzugsweise sind die Vielzahl der Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung in der Stirnplatte der stationären Spiraleinheit in einer solchen Weise vorgesehen, daß sie entlang einer geraden Linie angeordnet sind. Bei einer Variante sind die Vielzahl von Bypassöffnungen und die Abgabeöffnung in der Stirnplatte der stationären Spiraleinheit in einander kreu zender Anordnung vorgesehen.

Vorzugsweise weisen die Vielzahl der Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung jeweilige vorbestimmte, offene Bereiche auf, und sind sie so angeordnet, daß dann, wenn die jeweiligen Taschen bewegt werden, um das Kühlmittel allmählich zu komprimieren, der Gesamtbereich der Öffnungen, der durch die Zufügung von vorbestimmten Bereichen der Bypaßöffnungen und der Abgabeöffnung erreicht wird, die die jeweiligen Taschen mit der Abgabekammer verbinden, allmählich größer wird. Daher sind die Vielzahl der Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung in einer solchen Weise angeordnet, daß der Winkel einer durch jeweils zwei benachbarte Öffnungen der Vielzahl von Bypaßöffnungen und die Abgabeöffnung hindurchgeführten Linie gemessen in Hinblick auf das Zentrum der stationären Spiraleinheit kleiner wird, wenn die jeweiligen zwei benachbarten Öffnungen nahe beim Zentrum der stationären Spiraleinheit angeordnet sind.

Die obenangegebenen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen; in diesen zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kühlmittel-Spiralkompressors unter Darstellung eines Zustands, bei dem eine Fluidverbindung zwischen der Ansaugkammer und Abga bekammer besteht;
2 einen Längsschnitt durch den Kompressor von 1 unter Darstellung eines Zustandes, bei dem die Fluidverbindung unterbrochen ist;
3 einen Querschnitt entlang der Linie III-III von 1 und 2;
4 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe aus Rückschlagventilen und Rückhalteplatte;
5A bis 5D Querschnitte entlang der Linie V-V von 1 unter Darstellung der Arbeitsweise der stationären und der orbitierenden Spiraleinheit des Kompressors der ersten Ausführungsform;
6A bis 6D Querschnitte wie 5A–5D unter Darstellung der Arbeitsweise der stationären und der orbitierenden Spiraleinheit des Kompressors einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
7 einen Querschnitt durch die stationäre und die orbitierende Spiraleinheit einer dritten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung der Anordnung der Bypaßöffnungen und der Abgabeöffnung;
8 einen Teil-Querschnitt ähnlich demjenigen von 3 wobei Baugruppen aus Rückschlagventilen und Rückhaltern der dritten Ausführungsform dargestellt sind;
9 eine perspektivische Ansicht einer der Baugruppen aus Rückschlagventilen und Rückhaltern der dritten Ausführungsform;
10A bis 10D Querschnitte entlang der Linie X-X von 11 unter Darstellung der Arbeitsweise der stationären und der orbitierenden Spiraleinheit des Kompressors der dritten Ausführungsform;
11 einen Längsschnitt durch den Spiralkompressor der dritten Ausführungsform;
12 ein Diagramm, das die Arbeitsweise des Spiralkompressors der dritten Ausführungsform der Erfindung darstellt;
13 einen Längsschnitt durch den Spiralkompressor einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
14A bis 14B Längsschnitte durch den Kompressor von 13 unter Darstellung des 100%-Fördermengenbetriebs bzw. des Null-Fördermengenbetriebs desselben;
15 ein Diagramm und eine schematische Darstellung, die die Arbeitsweise der Steuerung der Fördermenge bzw. Leistung des Kompressors der vierten Ausführungsform der Erfindung erläutern;
16 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Spiralkompressor einer fünften Ausführungsform der Erfindung;
17A bis 17B schematische Ansichten einer bei dem Kompressor von 16 vorgesehenen Drehventileinheit;
18 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Spiralkompressor einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;
19A und 19B schematische Ansichten einer bei dem Kompressor von 18 vorgesehenen Reed-Ventileinheit, die als Fluiddurchtrittssteuereinheit arbeitet;
20A und 20B Längsschnitte durch den Spiralkompressor einer siebten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung des 100-Fördermengenbetriebs bzw. des Null-Fördermengenbetriebs desselben;
21 einen Längsschnitt durch den Spiralkompressor einer achten Ausführungsform der Erfindung;
22 eine perspektivische Ansicht einer Baugruppe aus Schieberventil und Antriebsmotor, die bei dem Kompressor von 21 vorgesehen ist;
23 einen Querschnitt entlang der Linie XXIII-XXIII von 21;
24 einen Längsschnitt durch den Kompressor von 21 unter Darstellung eines anderen Arbeitszustandes desselben;
25 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Spiralkompressor einer neunten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung des 100%-Fördermengenbetriebs des Kompressors;
26 den gleichen Querschnitt wie 25 unter Darstellung des 0%-Fördermengenbetriebs des Kompressors der neunten Ausführungsform;
27 eine Seitenansicht einer Baugruppe aus Schieberventil und Antriebsmotor, die bei dem Kompressor der neunten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;
28 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Spiralkompressor einer zehnten Ausführungsform der Erfindung;
29 einen Längsschnitt durch den gleichen Kompressor wie 28 unter Darstellung des detaillierten Innenaufbaus desselben;
30 einen Längsschnitt durch die Steuereinheit, die bei dem Kühlmittel-Spiralkompressor der zehnten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;
31 einen Querschnitt entlang der Linie XXXI-XXXI von 29;
32 einen anderen Längsschnitt durch den Kompressor der zehnten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung des 0%-Fördermengenbetriebs desselben;
33 den gleichen Längsschnitt wie 30 unter Darstellung der Steuereinrichtung beim 0%-Fördermengenbetrieb des Kompressors;
34A und 34B schematische Ansichten der Fördermengenstelleinheit, die bei dem Kompressor der zehnten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;
35A und 35B schematische Ansichten des Kühlmittel-Spiralkompressors einer elften Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung der Arbeitsweise derselben;
36 einen Längsschnitt durch einen Spiralkompressor einer zwölften Ausführungsform der Erfindung;
37 einen Teilschnitt durch die Fluiddurchtrittssteuereinheit, die bei dem Kompressor der zwölften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist;
38 einen Querschnitt entlang der Linie XXXVIII-XXXVIII von 36 unter Darstellung des Eingriffs der stationären und der orbitierenden Spiraleinheit;
39 einen Querschnitt entlang der Linie XXXIX-XXXIX von 36 unter Darstellung einer Anordnung aus Rückschlagventil, Abgabekammer und Bypaßkammer des Kompressors der zwölften Ausführungsform der Erfindung;
40 einen Längsschnitt durch den Kompressor der zwölften Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung der Arbeitsweise derselben;
41 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Spiralkompressor einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung eines Betriebszustandes derselben;
42 den gleichen Längsschnitt wie 41 unter Darstellung eines anderen Arbeitszustandes des Kompressors;
43 den gleichen Querschnitt wie 41 unter Darstellung eines weiteren Arbeitszustandes des Kompressors;
44A und 44B zwei Querschnitte durch den Kompressor einer dreizehnten Ausführungsform unter Darstellung der Beziehung zwischen der stationären und der orbitierenden Spiraleinheit, wenn der Kompressor mit einer mittleren Fördermengenarbeitsweise betrieben wird, und auch unter Darstellung einer Baugruppe aus Rückschlagventilen;
45A und 45B die gleichen Darstellungen wie 44A und 44B unter Darstellung der Beziehung zwischen der stationären und der orbitierenden Spiraleinheit, wenn der Kompressor mit der Minimum-Fördermengenarbeitsweise betrieben wird, und auch unter Darstellung einer Baugruppe aus Rückschlagventilen;
46 einen Längsschnitt durch den Kühlmittel-Spiralkompressor einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung unter Darstellung eines Arbeitszustandes desselben und
47 den gleichen Längsschnitt wie 46 unter Darstellung eines gegenüber 46 anderen Arbeitszustan des.
Gemäß 1 bis 4 besitzt der Kühlmittel-Spiralkompressor für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage ein vorderes Gehäuseteil 1, ein hinteres Gehäuseteil 2, eine orbitierende Spiraleinheit 3, eine stationäre Spiraleinheit 4 und eine Kurbelwelle (Antriebswelle) 5. Die Kurbelwelle 5 ist über Wälzlager 11 und 12 abgestützt, die durch das vordere Gehäuseteil 1 koaxial gehalten sind, und dreht sich um eine Drehachse desselben, die koaxial zur Zentralachse der beiden Lager 11 und 12 angeordnet ist. Die Kurbelwelle 5 ist mit einem Kurbelbereich 6 ausgestattet, der an ihrem einen Ende ausgebildet und exzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle 5 angeordnet ist. Der Kurbelbereich 6 lagert die orbitierende Spiraleinheit 3 über ein Wälzlager 10, und entsprechend bewirkt die Drehung der Kurbelwelle 5 eine Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3. Die orbitierende Spiraleinheit 3 ist mit einer Stirnplatte 3a und einem Spiralelement 3b an einer Fläche der Stirnplatte 3a ausgestattet. Die andere Fläche der Stirnplatte 3a ist mit einer ringförmigen Aussparung 9 ausgestattet, die dort ausgebildet ist, um einer ringförmigen Aussparung 8 gegenüberzuliegen, die in der inneren Stirnfläche 1a des Gehäuseteils 1 ausgebildet ist. Die ringförmigen Aussparungen 8 und 9 nehmen in sich eine Vielzahl von Kugeln 14 auf, die einen Mechanismus zur Verhinderung einer Eigendrehung des orbitierenden Spiralteils 3 bilden.
Ein Ausgleichsgewicht 8 ist an der Kurbelwelle 5 befestigt, um das orbitierende Spiralteil 3 und den Kurbelbereich 6 auszuwuchten, die exzentrisch zur Drehachse der Kurbelwelle 5 angeordnet sind. Eine Wellendichtungseinheit 13 ist an einem vorderen Bereich der Kurbelwelle 5 angebracht und zwischen dem vorderen Gehäuseteil 1 und der Kurbelwelle 5 angeordnet, um das Kühlmittel und Schmieröl am Austritt aus dem Inneren des Kompressors in Richtung auf das Äußere des Kompressors zu verhindern.
Das hintere Gehäuseteil 2 des Kompressors ist mit dem vorde ren Gehäuseteil 1 mittels einer Vielzahl von Schraubenbolzen zusammengefügt und arbeitet mit dem vorderen Gehäuseteil zusammen, um eine Innenkammer zur dortigen Aufnahme eines Kompressionsmechanismus zu bilden. Die stationäre Spiraleinheit 4 ist in der Innenkammer am hinteren Gehäuseteil 2 mittels einer Vielzahl von Schraubenbolzen 18 befestigt und mit einer Stirnplatte 4a und einem Spiralelement 4b ausgestattet, das an einer Fläche der Stirnplatte 4a angeordnet ist. Das Spiralelement 4b der stationären Spiraleinheit 4 und das Spiralelement 3b der orbitierenden Spiraleinheit 3 stehen miteinander im Eingriff und arbeiten zusammen, um eine Vielzahl von Taschen zu bilden, die als Kompressionskammern des Spiralkompressors arbeiten.
Das hintere Gehäuseteil 2 ist mit einem Ansauganschluß 21, durch den hindurch das gasförmige Kühlmittel in den Kompressor eingesaugt wird, und mit einem Abgabeanschluß 23 ausgestattet, durch den hindurch das gasförmige Kühlmittel nach dem Komprimieren an die Klimaanlage abgegeben wird; und der Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 sind durch die Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 voneinander getrennt. Der Ansauganschluß 21 steht mit einer Ansaugkammer 22, die an der Vorderseite der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 angeordnet ist, fluidtechnisch in Verbindung; und die Abgabeöffnung 23 steht mit einer Abgabekammer 24, die an der Rückseite der Stirnplatte 4a angeordnet ist, fluidtechnisch in Verbindung.
Die Stirnplatte 4a des stationären Spiralteils 4 ist mit einer Abgabeöffnung 19 und einer Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 ausgestattet, die dort eingebohrt und die so angeordnet sind, daß sie eine Fluidverbindung zwischen den Kompressionskammern (Taschen) 20 und der Abgabekammer 24 bilden, und die an der Seite der Abgabekammer 24 angeordneten Mündungen der Bypaß-Abgabeöffnungen 17 und 19 sind durch Rückschlagventile 15 verschlossen, die durch Rückhalter 16 abgestützt sind. Die Rückschlagventile 15 und die Rückhalter 16 sind als einstückige Baugruppe gemäß Dar stellung in 4 ausgebildet und an der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 mit Hilfe von Schraubenbolzen 25 gemäß Darstellung in 3 befestigt. Sofern erforderlich können separate Einheiten, je mit einem Rückschlagventil 15 und einem Rückhalter 16, anstelle der obengenannten einstückigen Baugruppe verwendet werden.
5A bis 5D zeigen eine Veränderung der Lagebeziehung zwischen der orbitierenden und der stationären Spiraleinheit 3 bzw. 4 während einer vollständigen Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 nach Abschluß des Ansaugens des gasförmigen Kühlmittels in den Kompressor, und zwar mit vier unterschiedlichen Stellungen der orbitierenden Spiraleinheit 3, die sich von einer Stellung zur nächsten Stellung im Wege einer Orbitalbewegung bewegt, die um etwa 90° voneinander getrennt sind. Gemäß Darstellung in 5A bis 5D sind die Bypaßöffnungen 17 so angeordnet, daß jede einer Vielzahl von Taschen 20 konstant mit einer der Bypaßöffnungen 17 oder der Abgabeöffnung 19 in Verbindung steht. Die Bypaßöffnungen 17 machen es möglich, daß jede der Taschen 20 ständig im Bypaß zur Abgabekammer 24 hin angeschlossen wird.
Der Abgabeanschluß 23 steht über das Rückschlagventil 31 mit einem Kondensator (nicht dargestellt) der Klimaanlage fluidtechnisch in Verbindung, und der Ansauganschluß 21 steht mit einem Verdampfer der Klimaanlage fluidtechnisch in Verbindung. Der Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 stehen über einen Fluidkanal 32, in dem ein Solenoidventil 33 angeordnet ist, miteinander fluidtechnisch in Verbindung, um den Durchtritt des Kühlmittels durch den Fluidkanal 32 hindurch zu regeln.
Gemäß Darstellung in 2 ist dann, wenn das Solenoidventil 33 nicht erregt ist, dieses Solenoidventil zu seiner Schließstellung bewegt, um den Fluidkanal 32 zu unterbrechen, und entsprechend ist die Fluidverbindung zwischen dem Ansauganschluß 21 und dem Abgabeanschluß 23 unterbunden. Wenn das Solenoidventil 33 erregt wird, bewegt es sich zu seiner Öff nungsstellung gemäß Darstellung in 1, und gestattet der Fluidkanal 32 die Strömung des Kühlmittels vom Abgabeanschluß 23 zum Ansauganschluß 21.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Spiralkompressors der ersten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1, 2 und 5 beschrieben.
Wenn das Solenoidventil 33 nicht erregt ist, wie in 2 dargestellt ist, stehen der Ansauganschluß 21 mit dem Verdampfer und der Abgabeanschluß 23 mit dem Kondensator in Verbindung. Auf diese Weise führt der Kompressor den regulären Kompressionsbetrieb durch, und herrscht der Abgabedruck in der Abgabekammer 24, um diesen an der Rückseite der jeweiligen Rückschlagventile 15 zur Einwirkung zu bringen. Somit werden die Bypaßöffnungen 17 mittels der Rückschlagventile 15 unter dem Abgabedruck geschlossen, und wird das in die jeweiligen Taschen 20 eingesaugte Kühlmittel allmählich entsprechend der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 komprimiert und, wenn der Druck des komprimierten Kühlmittels auf den Abgabedruck anwächst, aus den Taschen 20 in die Abgabekammer 24 entweder durch die Bypaßöffnungen 17 oder durch die Abgabeöffnung 19 hindurch abgegeben. Das abgegebene Kühlmittelgas wird nach der Komprimierung von der Abgabekammer 24 aus in Richtung auf den Kondensator der Klimaanlage geführt.
Da die jeweiligen Rückschlagventile 15 infolge einer Druckdifferenz zwischen dem in der Abgabekammer 24 herrschenden Druck und dem in den Taschen 20 herrschenden Druck und entsprechend bei Beginn des Betriebs des Kompressors in Richtung auf die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 oder von diesen weg gedrückt werden, wird der Abgabedruck in der Abgabekammer 24 nicht ausreichend erhöht. Somit besteht die Neigung dazu, daß das Kühlmittel aus einer der Taschen 20 abgegeben wird, die an Stellen radial weit weg vom Zentrum der Abgabekammer 24 angeordnet sind. Während der Fortsetzung des Kompressionsbetriebs des Kompressors wird der Abgabedruck des komprimierten gasförmigen Kühlmittels in der Abgabekammer 24 allmählich erhöht. So werden diejenigen Bypaßöffnungen 17, die an Stellen radial vom Zentrum der Abgabekammer 24 abgelegen angeordnet sind, verhältnismäßig dicht durch die Rückschlagventile 15 verschlossen, und gestatten nur die Bypaßöffnungen 17, die an Stellen relativ dicht beim Zentrum der Abgabekammern 24 angeordnet sind, und die Abgabeöffnung 19 die Abgabe des Kühlmittels aus den Taschen 20 in Richtung auf die Abgabekammer 24, und wird schließlich dann, wenn der Abgabedruck in der Abgabekammer 24 weiter erhöht wird, um so einen hohen Druck auf der Rückseite der Rückschlagventile 15 zur Einwirkung zu bringen, was die Bypaßöffnungen 17 schließt, das komprimierte Kühlmittel durch ausschließlich die zentrale Abgabeöffnung 19 in die Abgabekammer 24 abgegeben. Danach wird der reguläre Kompressionsbetrieb des Kompressors fortgesetzt.
Das komprimierte, gasförmige Kühlmittel in der Abgabekammer 24 wird in Richtung auf den Kondensator geführt und zirkuliert durch den Kühlkreis der Klimaanlage, bis das Kühlmittel zum Ansauganschluß des Kompressors zurückkehrt.
Wenn das Solenoidventil 33 erregt und zu seiner Öffnungsstellung, dargestellt in 1, bewegt wird, steht der Abgabeanschluß 23 mit dem Ansauganschluß über den Fluidkanal 32 in Verbindung. Des weiteren wird der Druck des Kondensators mittels des Rückschlagventils 31 (1) daran gehindert, auf den Abgabeanschluß 23 einzuwirken, und wird daher der Druck in der Abgabekammer 24 mit demjenigen in der Ansaugkammer 22 ins Gleichgewicht gebracht. Entsprechend herrscht in der Abgabekammer 24 an den Rückseiten der jeweiligen Rückschlagventile 15 ein Druck gleich dem Ansaugdruck. Es wirkt keine Druckdifferenz an jedem der Rückschlagventile 15, und das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 wird aus den Taschen 20 in Richtung auf die Abgabekammer 24 abgegeben, ohne einer Kompression in den Taschen 20 ausgesetzt zu sein, und zwar durch die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 hindurch. Das Kühlmittel wird dann direkt von der Abgabekammer 24 zur Ansaugkammer 22 über den Abgabeanschluß 23, den Fluidkanal 32, das Solenoidventil 33 und den Ansauganschluß 21 geführt. Auf diese Weise zirkuliert das Kühlmittel, ausschließlich ohne komprimiert zu werden, und ist der Betrieb des Kompressors ein solcher mit Null-Fördermenge. Das zirkulierende Kühlmittel ist von einem in ihm suspendierten Schmieröl begleitet, und daher können die Wellendichtung 13 und die Wälzlager 11 und 12 in geeigneter Weise durch das zirkulierende Schmieröl geschmiert werden.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß bei dem Kühlmittel-Schneckenkompressor der ersten Ausführungsform der Null-Fördermengenbetrieb des Kompressors infolge der Bypaßöffnungen 17, der Rückschlagventile 15 und des Solenoidventils 33 im Fluidkanal 32 realisiert werden kann. Entsprechend ist es möglich, auf eine Solenoidkupplung auf der Kraftübertragungsstrecke von einer Antriebsquelle, beispielsweise einem Fahrzeugmotor, zur Kurbelwelle 5 des Kompressors zu verzichten. Als Ergebnis hiervon können die Gesamtgröße des im Motorraum eines Fahrzeugs untergebrachten Kühlmittel-Spiralkompressors verkleinert und dessen Herstellungskosten gesenkt werden. Da der Kompressor infolge der Möglichkeit eines Null-Fördermengenbetriebs kontinuierlich betrieben werden kann, ist es möglich, eine auf die Antriebsquelle, d.h. den Fahrzeugmotor, zur Einwirkung gebrachte Laständerung zu verringern, wenn der Betrieb des Kompressors vom Null-Fördermengenbetrieb auf einen regulären Kompressionsbetrieb umgeschaltet wird, der die benötigte Menge komprimierten, gasförmigen Kühlmittels zur Verfügung stellt. Somit wird auf den Fahrer oder andere Personen im Fahrzeug kein unangenehmer Stoß zur Einwirkung gebracht.
Es ist zu beachten, daß die Anordnung der durch die jeweiligen Rückschlagventile 15 geschlossenen Bypaßöffnungen 17 und der Rückhalter 16, sofern erforderlich, verändert werden kann.
6A bis 6D zeigen eine abgewandelte Anordnung der bei einem Kühlmittel-Spiralkompressor vorgesehenen Bypaßöff nungen. Bei der vorstehend angegebenen Anordnung der Bypaßöffnungen der ersten Ausführungsform ist die Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 auf einer im wesentlichen geraden Linie angeordnet, die sich im wesentlichen entlang eines Durchmessers der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 erstreckt. Jedoch ist bei der Anordnung von 2 entsprechend der zweiten Ausführungsform eine Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 auf zwei einander rechtwinklig kreuzenden Linien angeordnet, die sich etwa im Zentrum der Abgabeöffnung 19 kreuzen. Bei dieser Anordnung stehen alle Kompressionskammern oder Taschen 20 mit einer der Bypaßöffnungen 17 oder der Abgabeöffnung 19 in Verbindung, und kann entsprechend das Kühlmittel in den Taschen 20 im Bypaß von den Taschen 20 aus zur Abgabekammer 24 über die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 hindurch geführt werden. Die Anordnung der Bypaßöffnungen ist nicht auf die in 5A bis 5D und 6A bis 6D dargestellte Anordnung beschränkt.
Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen der Bypaßöffnungen 17 ist der Öffnungsbereich der Bypaßöffnungen, die für jede der Vielzahl von Taschen 20 vorgesehen sind, konstant eingestellt unabhängig von der Bewegung der jeweiligen Taschen 20 vom äußeren Bereich in Richtung auf den zentralen Bereich der stationären Spiraleinheit 4. In Reaktion auf den Kompressionsbetrieb in jeder der Taschen 20, die durch die Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 vom äußeren Bereich in Richtung auf den zentralen Bereich der stationären Spiraleinheit 4 bewegt werden, während ihre jeweiligen Volumina verkleinert werden, nimmt der Druck des komprimierten Kühlmittels innerhalb der jeweiligen Taschen 20 zu, und muß das Kühlmittel einem erhöhten Druckverlust ausgesetzt werden, während es durch die Bypaßöffnungen 17 hindurchströmt. Um den vorstehend genannten Nachteil auszuschalten, ist die Anordnung der Bypaßöffnungen 17, dargestellt in 7, so verbessert, daß der Öffnungsbereich der Bypaßöffnungen 17 für jede der Vielzahl von Taschen 20, die zwischen der orbitierenden Spiraleinheit 3 und der stationären Spiraleinheit 4 ausgebildet sind, in Reaktion auf die Bewegung der jeweiligen Taschen 20 vom äußeren Bereich in Richtung auf den zentralen Bereich der stationären Spiraleinheit 4 vergrößert wird.
7 bis 12 zeigen eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
Wie in 7 am besten dargestellt ist, sind die Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 und die zentrale Abgabeöffnung 19 (11) in der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 als dort ausgebildete Durchgangsbohrungen angeordnet, um eine Fluidverbindung zwischen den jeweiligen Taschen 20 und der Abgabekammer 24 zu schaffen (11). Die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 sind durch Rückschlagventile 15 abgedeckt, die durch Rückhalteplatten 16 abgestützt sind. Die Rückschlagventile 15 und die Rückhalteplatten 16 sind zusammengebaut und an der Stirnplatte 4a mit Schraubenbolzen gemäß Darstellung in 8 und 9 befestigt.
10A bis 10D zeigen die Beziehung zwischen der orbitierenden Spiraleinheit 3 und der stationären Spiraleinheit 4 des Kühlmittel-Spiralkompressors der dritten Ausführungsform in Hinblick auf vier unterschiedliche Stellungen, die in Winkelrichtung um etwa ein Viertel einer vollständigen Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 voneinander beabstandet sind. Es ist zu beachten, daß die zwischen der orbitierenden Spiraleinheit und der stationären Spiraleinheit ausgebildeten Taschen 20 während der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 allmählich in Richtung auf das Zentrum der zwei Spiraleinheiten 3 und 4 bewegt werden, wobei ihre Volumina verkleinert werden. Jedoch kann entsprechend der Anordnung der Bypaßöffnungen 17 und der Abgabeöffnung 19 der dritten Ausführungsform jede der Vielzahl von Taschen 20 konstant mindestens eine Bypaßöffnung 17 oder die Abgabeöffnung 19 aufweisen. Somit können die Taschen 20 während ihrer Bewegung konstant mit der Abgabekammer 24 in Verbindung stehen. Die Bypaßöffnungen 17 sind entlang des Spiralelements 4b der stationären Spiraleinheit 4 angeordnet, und wenn der Winkel zwischen zwei benachbarten Bypaßöffnungen 17 in Hinblick auf das Zentrum des Spiralelements 4b der stationären Spiraleinheit 4 als ΔΘ bezeichnet wird, ist der Winkel ΔΘ irgendwelcher zwei benachbarter Bypaßöffnungen 17 kleiner als derjenige von zwei anderen benachbarten Bypaßöffnungen 17, solange die beiden erstgenannten beiden Öffnungen 17 im Vergleich mit den letztgenannten beiden benachbarten Öffnungen 17 weit vom Zentrum des Spiralelements 4b angeordnet sind. Diese winkelmäßige Anordnung der Bypaßöffnungen 17 ist am besten in 7 dargestellt.
Beispielsweise besitzen gemäß 10A die mit "20a" bezeichnete Tasche zwei Bypaßöffnungen 17 und die mit "20b" bezeichnete Tasche, die näher beim Zentrum des Spiralelements 4b der stationären Spiraleinheit 4 angeordnet ist, vier Bypaßöffnungen 17. Somit ist zu beachten, daß in Reaktion auf die Bewegung die jeweiligen Taschen 20 in Richtung auf das Zentrum der stationären Spiraleinheit 4 der Gesamtöffnungsbereich der Bypaßöffnungen 17 für jede Tasche größer wird.
Gemäß 11 ist der Spiralkompressor der dritten Ausführungsform demjenigen der in 1 dargestellten Ausführungsform insoweit ähnlich, wie die Abgabekammer 24 mit einem Kondensator (nicht dargestellt) einer Fahrzeug-Klimaanlage über den Versorgungsanschluß 23 und das Rückschlagventil 31 in Verbindung steht. Der Ansauganschluß 21, der in die Saugkammer 22 einmündet, steht mit einem Verdampfer (nicht dargestellt) der Klimaanlage in Verbindung. Der Ansauganschluß 21 ist mit dem Abgabeanschluß 23 über den Fluidkanal 32 mit einem solenoidbetätigten EIN-AUS-Ventil 33 fluidtechnisch verbunden. Wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 nicht erregt ist, sind der Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 durch das Ventil 33 gemäß Darstellung in 1 in fluidtechnischer Hinsicht voneinander getrennt, und wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 erregt ist, sind der Ansauganschluß 21 und der Abgabeanschluß 23 über das offene solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 miteinander fluidtechnisch verbunden.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Spiralkompressors der dritten Ausführungsform beschrieben.
Wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 nicht erregt ist, ist die Verbindung zwischen dem Ansauganschluß 21 und dem Abgabeanschluß 23 unterbrochen, und wird der reguläre Kompressionsbetrieb des Kompressors durch Drehung der Kurbelwelle 5 durchgeführt. Somit herrscht in der Abgabekammer 24 der reguläre Abgabedruck, der auf die Rückseiten der jeweiligen Rückschlagventile 15 einwirkt. Daher wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 infolge der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 gegenüber der stationären Spiraleinheit 4 allmählich komprimiert, so daß der Druck des Kühlmittels einen gegebenen hohen Drucklevel erreicht und dann das Kühlmittel aus der Tasche 20 durch die Abgabeöffnung 19 in Richtung auf die Abgabekammer 24 abgegeben wird. Das in die Abgabekammer 24 eintretende Kühlmittel wird anschließend von der Abgabekammer 24 aus in Richtung auf den Kondensator der Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 abgegeben.
Wenn das solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 erregt ist, um eine Fluidverbindung zwischen dem Ansauganschluß 21 und dem Abgabeanschluß 23 auszubilden, ist der in der Abgabekammer 24 herrschende Druck gleich dem Ansaugdruck, der im Ansauganschluß 21 und in der Ansaugkammer 22 herrscht. Somit wirkt der Ansaugdruck auf die Rückseite der jeweiligen Rückschlagventile 15 in der Ansaugkammer 24. Daher wird das in Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 leicht aus den Taschen 20 in Richtung auf die Abgabekammer 24 durch die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 hindurch abgegeben. Das in Richtung auf die Abgabekammer 24 abgegebene Kühlmittel wird dann im Umlauf durch den Fluidkanal 32 und das offene solenoidbetätigte EIN-AUS-Ventil 33 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 des Kompressors durch den Ansauganschluß 21 hindurch im Umlauf geführt. Das Kühlmittel zirkuliert nicht durch den Kühlkreis der Klimaanlage, und der Kühlmittel-Spiralkompressor führt einen Null-Fördermengenbetrieb durch.
Es ist zu beachten, daß während des Null-Fördermengenbetriebs des Kompressors der Druck in den jeweiligen Taschen 20 infolge des vorhandenen Druckverlustes, der durch das durch die Bypaßöffnungen 17 und den Fluidkanal 32 strömende Kühlmittels verursacht wird, leicht erhöht wird. Folglich sollte der Betrieb des Kompressors mit einer gegebenen Drehmomentgröße der Antriebsquelle, d.h. des Fahrzeugmotors, versorgt werden.
In dieser Hinsicht ist bei dem Kompressor der dritten Ausführungsform der Erfindung die Anordnung der Bypaßöffnungen 17 eine solche, daß der Gesamtöffnungsbereich der Bypaßöffnungen 17 in Reaktion auf die Bewegung der jeweiligen Taschen 20 vom äußeren Bereich der stationären Spiraleinheit 4 in Richtung auf deren Zentrum vergrößert wird, wie zuvor bereits unter Bezugnahme auf 7 und 10A bis 10D beschrieben worden ist.
In diesem Zustand ist der zuvor angesprochene Winkel (Winkelsteigung) ΔΘ zwischen zwei benachbarten Bypaßöffnungen 17 so gestaltet, wie er durch die Gleichung (1) der geometrischen Beziehung definiert ist: ΔØ(n-1) = ΔØ × k(n-1) (1),wobei k eine Konstante und n die Anzahl der Bypaßöffnungen 17 sowie Ø₀ ein gegebener Ausgangswert ist.
Wenn ein für den Antrieb des Kompressors dieser Ausführungsform benötigtes Moment T(Nm) berechnet wird, indem k als ein Parameter gewählt wird, kann das Ergebnis der Berechnung mittels einer Kurve mit einem Extrempunkt dargestellt werden, wie in 12 gezeigt ist. Dies bedeutet, daß es möglich ist, eine optimale Anordnung der Bypaßöffnungen 17 zu wählen, die den Druckverlust während des Null-Fördermengenbetriebs des Kompressors auf ein Minimum herabgesetzt. Demzufolge ist es möglich, den Kompressor ohne eine Solenoidkupplung zwischen dem Fahrzeugmotor und dem Kompressor zu betreiben.
13 zeigt den Kühlmittel-Spiralkompressor der vierten Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor der vierten Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluidkanal, der im wesentlichen dem Fluidkanal 32 der dritten Ausführungsform entspricht, im Korpus des Kompressors so angeordnet ist, daß er mit einer Schieberventileinheit und einem Ventilbetätiger zusammenarbeitet.
Es ist zu beachten, daß gemäß 13 viele Bereiche des Spiralkompressors, die demjenigen des Kompressors der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlich sind, mit gleichen Bezugszeichen wie diejenigen des Kompressors von 1 und 2 bezeichnet sind.
Bei dem in 13 dargestellten Kompressor der vierten Ausführungsform ist die stationäre Spiraleinheit 4 sandwichartig eng und abdichtend zwischen dem vorderen und dem hinteren Gehäuseteil 1 und 2 angeordnet, die über geeignete Schraubenbolzen (nicht dargestellt) miteinander verbunden sind. Die stationäre Spiraleinheit 4 besitzt eine Stirnplatte 4a, in der eine Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 und eine Abgabeöffnung 19 als Bohrung ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen einer Vielzahl von Taschen 20 und der Abgabekammer 24 zu schaffen, die durch das hintere Gehäuseteil 2 begrenzt ist. Eine Vielzahl von Rückschlagventilen 15 und Ventilrückhalteplatten 16 ist in der Abgabekammer 24 angeordnet und an der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 mit Hilfe von Schraubenbolzen (nicht dargestellt) befestigt. Das hintere Gehäuseteil 2 mit der Abgabekammer 24 ist mit dem Abgabeanschluß 23 ausgestattet, um die Abgabekammer 24 mit einem Kondensator (nicht dargestellt) einer Fahrzeug-Klimaanlage über ein Rückschlagventil 31 fluidtechnisch zu verbinden. Das hintere Gehäuseteil ist des weiteren mit einer radialen Bypaßöffnung 42 und einer dort ausgebildeten Ventilaufnahmekammer 43 ausgestattet, und die radiale Bypaßöffnung 42 steht mit der Ventilaufnahmekammer 43 in Verbindung. In der Ventilaufnahmekammer 43 ist ein Schie berventil 40 aufgenommen, das mittels eines Ventilbetätigers 41 in Richtung zum Öffnen und Schließen eines Endes der Bypaßöffnung 42 linear bewegt wird. Die Ventilaufnahmekammer 43 besitzt des weiteren ein Ende, das mit dem Ansauganschluß 21 über einen linearen Kanalbereich 32b des Fluidkanals 32, der in der stationären Spiraleinheit 4 ausgebildet ist, und über einen anderen geneigten Kanalbereich 32a des Fluidkanals 32 fluidtechnisch in Verbindung steht, der im vorderen Gehäuseteil ausgebildet ist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Spiralkompressors der vierten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 14A, 14B und 15 beschrieben.
Gemäß Darstellung in 14A steht, wenn das Schieberventil 40 zu einer die radiale Bypaßöffnung 42 verschließenden Stellung bewegt ist, der Kompressor mit einem Kondensator der Fahrzeug-Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 des hinteren Gehäuseteils 2 und mit einem Verdampfer der Klimaanlage in Verbindung. Auf diese Weise führt der Kompressor den regulären Kompressionsbetrieb aus. Entsprechend herrscht ein höher Abgabedruck in der Abgabekammer 24, und wirkt dieser auf die Rückseite der jeweiligen Rückschlagventile 15 ein, um diese gegen die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 zu drücken. Daher wird das in die jeweiligen Taschen 20 eingesaugte Kühlmittel dort in Reaktion auf die Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 allmählich komprimiert, bis das komprimierte Kühlmittel einen hohen Abgabedruck besitzt und von den Taschen 20 aus in die Abgabekammer 24 über die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 abgegeben wird. Das komprimierte Kühlmittel in der Abgabekammer 24 wird anschließend in Richtung auf den Kondensator der Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 abgegeben. Dann strömt das Kühlmittel durch den Kühlkreis der Klimaanlage, die den Verdampfer umfaßt, von dem aus das Kühlmittelgas zum Ansauganschluß 21 des Kompressors zurückströmt.
Wenn das Schieberventil 40 mittels des Ventilbetätigers 41 zu seiner Öffnungsstellung bewegt wird, wird die radiale Bypaßöffnung 42 gemäß Darstellung in 14B geöffnet, und die Abgabekammer 24 mit dem Ansauganschluß 21 über die offene radiale Bypaßöffnung 42 und mit den Fluidkanalbereichen 32b und 32a des Fluidkanals 32 fluidtechnisch verbunden. In diesem Zustand bewegt sich infolge der Anordnung des Rückschlagventils 31 zwischen dem Abgabeanschluß 23 und dem Kondensator das Kühlmittel der Abgabekammer 24 durch die radiale Bypaßöffnung 42 und den Fluidkanal 32 zum Ansauganschluß 21, wo das Kühlmittel in die Ansaugkammer 22 eingesaugt wird. Da der in der Abgabekammer 24 herrschende Druck im wesentlichen gleich dem in der Ansaugkammer 22 herrschenden Druck ist, wird die Rückseite der Rückschlagventile 15 durch den Druck beaufschlagt, der gleich dem Ansaugdruck ist. Somit werden die Rückschlagventile 15 in Richtung auf die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 bewegt oder von dort wegbewegt, und zwar infolge ihrer Eigenelastizität. Wenn das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 einen Druck aufweist, der ausreicht, die elastische Kraft der jeweiligen Rückschlagventile 15 zu überwinden, werden daher diese Ventile 15 leicht geöffnet, damit das Kühlmittel aus den Taschen 20 in Richtung auf die Abgabekammer 24 durch die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 hindurch abgegeben werden kann und nicht komprimiert wird. Das Kühlmittel in der Abgabekammer 24 kann anschließend in Richtung auf den Ansauganschluß 21 durch die radiale Bypaßöffnung 42 und den Fluidkanal 32 (die Kanalbereiche 32a und 32b) hindurchströmen und wird dann in die Ansaugkammer 22 eingesaugt. Das Kühlmittel wird nicht in Richtung auf den Kühlkreis der Klimaanlage des Kompressors abgegeben. Somit führt der Kühlmittel-Spiralkompressor den Null-Fördermengenbetrieb durch. Somit kann der Kompressor vom regulären Kompressionsbetrieb auf den Null-FÖrdermengenbetrieb und umgekehrt durch die Betätigung des Schieberventils 40 umgeschaltet werden.
Der Kühlmittel-Spiralkompressor der vierten Ausführungsform der Erfindung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Fördermenge des Kompressors, d.h. die Menge des vom Kompressor abgegebenen komprimierten Kühlmittels, kontinuierlich zwischen der Null-Fördermenge und der 100%-Fördermenge verändert werden kann. Die kontinuierliche Veränderung der Fördermenge des Kompressors wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 15 beschrieben.
Im Diagramm von 15 ist auf der Ordinate das Verhältnis der Strömungsmenge des Kühlmittels, die während des Betriebs des Kompressors durch den Kühlkreis der Klimaanlage fließt, bezogen auf die Strömungsmenge des Kühlmittels während des 100%-Fördermengenbetriebs des Kompressors dargestellt. Wenn der Kompressor mit der 100%-Fördermenge betrieben wird, wird die Strömungsmenge des Kühlmittels mit "1" angenommen, und wenn der Kompressor mit 0%-Fördermenge betrieben wird, wird die Strömungsmenge des Kühlmittels mit "0" angenommen.
Auf der Abszisse des Diagramms von 15 ist das Verhältnis zwischen der Zeitdauer, während der das Schieberventil 40 die radiale Bypaßöffnung 42 infolge des "EIN"-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41 verschließt, und der Zeitdauer, während der das Schieberventil 40 die radiale Bypaßöffnung 42 infolge des "AUS"-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41 öffnet, dargestellt.
Wenn das Schieberventil 40 die radiale Bypaßöffnung 42 infolge einer konstanten Erregung (EIN) des Ventilbetätigers 41 konstant geschlossen hält, wird der Kompressor mit der 100%-Fördermenge betrieben, und wenn das Schieberventil 40 die radiale Bypaßöffnung 42 infolge einer konstanten Nicht-Erregung (AUS) des Ventilbetätigers 41 geöffnet hält, wird der Kompressor mit der 0%-Fördermenge betrieben. Wenn das Verhältnis zwischen der Zeitspanne des EIN-Schaltzustandes und der Zeitspanne des AUS-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41 1:1 ist, d.h. wenn das Verhältnis von (EIN/EIN + AUS) gleich 1/2 ist, wird der Kompressor mit einer 50%-Fördermenge betrieben. Daher ist bei Betrachtung des Diagramms von 15 zu beachten, daß, wenn das Verhältnis der Zeitspanne des EIN-Schaltzustandes und des AUS-Schaltzustandes des Ventilbetätigers 41 einstellbar verändert wird, der Betrieb des Kompressors von der 0%-Fördermenge zur 100%-Fördermenge einstellbar sein und kontinuierlich verändert werden kann.
Bei der Kapazitätsveränderung von herkömmlichen Kühlmittelkompressoren unter Verwendung einer herkömmlichen solenoidbetätigten Kupplung führt die EIN-AUS-Steuerung der solenoidbetätigten Kupplung zu einer Verkürzung der Betriebsstandzeit der Kupplung, und ist die Reaktionscharakteristik des Betriebs der solenoidbetätigten Kupplung im Verhältnis zur Kombination aus Schieberventil 40 und Ventilbetätiger 41, die bei dem Kompressor der vierten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, verhältnismäßig gering. Gemäß der vierten Ausführungsform kann nämlich die Fördermenge des Kompressors im Wege der Schiebebewegung des Schieberventils 40, für die der Ventilbetätiger 41 sorgt, leicht verändert werden.
Bei dem herkömmlichen Kompressor muß eine komplizierte Fördermengenveränderungseinrichtung im Kompressor vorgesehen werden. Auch sind die Herstellungskosten des herkömmlichen Kühlmittelkompressors variabler Kapazität für eine Fahrzeug-Klimaanlage verhältnismäßig hoch, und ist die Gesamtgröße des herkömmlichen Kompressors variabler Fördermenge groß.
Im Gegensatz hierzu kann der Kühlmittel-Spiralkompressor der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform auf eine Solenoidkupplung verzichten. Der Einbau der Vielzahl von Rückschlagventilen 15, des Rückschlagventils 31 im Kühlmittel-Abgabekreis und die Kombination des Schieberventils 40 und des Ventilbetätigers 41 ermöglicht, dass der Kompressor sofern erforderlich mit verschiedenen Fördermengen zwischen 0% und 100% betrieben werden kann. Daher kann ein leichter und kleiner Kühlmittel-Spiralkompressor variabler Fördermenge zu verhältnismäßig geringen Herstellungskosten erreicht werden.
16, 17A und 17B zeigen den Kühlmittel-Spiralkompressor einer fünften Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor der fünften Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kompressor der vorstehend beschriebenen vierten Ausführungsform dadurch, daß das Schieberventil der vierten Ausführungsform durch ein zylindrisches Drehventil 45 ersetzt ist, das mittels eines Drehventilbetätigers 41 drehbar betätigt wird. Das zylindrische Drehventil 45 ist an seinem Außenumfang mit einem verkleinerten Durchmesserbereich ausgebildet, der sich über die gesamte Axiallänge desselben erstreckt. Wenn das zylindrische Drehventil 45 mittels des Drehventilbetätigers 41 gedreht wird und wenn der im Durchmesser verkleinerte Bereich des Drehventils 45 nicht mit der radialen Bypaßöffnung 42 gemäß Darstellung in 17A fluchtet, ist die Öffnung 42 durch den Außenumfang des Drehventils 45 geschlossen. Wenn der im Durchmesser verkleinerte Bereich des Drehventils 45 zu einer Stellung gedreht wird, in der er mit der radialen Bypaßöffnung fluchtet, ist die Öffnung 42 geöffnet. Somit kann der Betrieb des Kompressors dieser Ausführungsform von der 0%-Fördermenge zur 100%-Fördermenge und umgekehrt umgeschaltet werden.
Es ist auch zu beachten, daß, weil die Drehung des zylindrischen Drehventils 45 zu seiner Öffnungs- und seiner Schließstellung mittels des Drehventilbetätigers 41 in der gleichen EIN-AUS-Steuerungsweise wie das Schieberventil 40 der vierten Ausführungsform gesteuert werden kann, der Kompressor der fünften Ausführungsform ein Kühlmittel-Spiralkompressor kontinuierlich veränderlicher Fördermenge sein kann.
18, 19A und 19B zeigen eine sechste Ausführungsform der Erfindung.
Der Spiralkompressor der sechsten Ausführungsform ist ähnlich dem Kompressor der vierten Ausführungsform von 13, unterscheidet sich von letzterem jedoch dadurch, daß die radiale Öffnung 42 mittels eines Reedventils 46 geöffnet oder geschlossen wird, das in der Ventilaufnahmekammer 43 angeordnet und am hinteren Gehäuseteil 2 mittels eines Schraubenbolzens 44 befestigt ist. Das Reedventil 46 kann zu einer Öff nungsstellung von der radialen Bypaßöffnung 42 weg und zu einer Schließstellung, in Berührung mit der Öffnung 42, mittels eines elektromagnetischen Ventilbetätigers 41 bewegt werden, der an einer Stelle in der Nähe des freien Endes des Reedventils 46 angeordnet ist. Wenn der Elektromagnet elektrisch erregt wird, wird das Reedventil 46 vom Elektromagnet 41 magnetisch angezogen, um zu seiner Schließstellung bewegt zu werden, um dadurch die Fluidverbindung zwischen dem Ansauganschluß 21 und der Abgabekammer 24 zu unterbrechen. Auf diese Weise kann der Kompressor mit der 100%-Fördermenge betrieben werden. Wenn der Elektromagnet 41 nicht erregt ist, ist das Reedventil 46 unter der Druckdifferenz zwischen den Drücken in der Abgabekammer 24 und in der Ventilaufnahmekammer 43 in seine Öffnungsstellung bewegt. Auf diese Weise kann der Kompressor theoretisch mit der 0%-Fördermenge betrieben werden.
Es ist weiter zu beachten, daß der Kompressor der sechsten Ausführungsform infolge der EIN-AUS-Steuerung des Reedventils 46 mittels des Elektromagnet 41, in der gleichen Weise wie bei der vierten und der fünften Ausführungsform durchgeführt, ein Kühlmittelkompressor mit kontinuierlich veränderlicher Fördermenge sein kann.
20A und 20B zeigen eine siebte Ausführungsform der Erfindung.
Bei dem Kühlmittel-Spiralkompressor dieser Ausführungsform ist das hintere Gehäuseteil 2 mit der radialen Bypaßöffnung 42 und einer Kammer 2a ausgestattet, die mit der Bypaßöffnung 42 fluidtechnisch in Verbindung steht. Das vordere Gehäuseteil 1 und die stationäre Spiraleinheit 4 sind mit Fluidkanälen 32a und 32b ausgestattet, die mit der vorstehend genannten Kammer 2a und mit der Ansaugkammer 22 über den Ansauganschluß 21 in Verbindung stehen. Ein Schieberventil 47 ist in der stationären Spiraleinheit 4 vorgesehen, um den Strömungsdurchtritt des Kühlmittels im Fluidkanal 32b zu regeln. Das Schieberventil 47 ist mittels einer Druckfeder 48, die an einem Ende (dem inneren Ende) des Schieberventils 47 angeordnet ist, konstant in Richtung auf eine Stellung gedrückt, in der die Kammer 2a eine Fluidverbindung zwischen der Öffnung 42 und dem Fluidkanal 32b bildet. Der äußerste Bereich des Spiralelements 4b der stationären Spiraleinheit 4 ist mit einem dort eingebohrten Durchgangsloch 4d ausgestattet, das die Einführung eines Drucks, der in der Tasche 20a herrscht, die im äußersten Bereich des Spiralelements 4b ausgebildet ist, in das innere Ende des Schieberventils 47 gestattet. Des weiteren steht das andere Ende (das äußere Ende) des Schieberventils 47 mit einem Hochdruck-Durchtritt 49 fluidtechnisch in Verbindung, der den hohem Druck der Abgabekammer 24 in das äußere Ende des Schieberventils 47 einführt. Ein solenoidbetätigtes Auswahlventil 50 ist im Hochdruck-Durchtritt 49 angeordnet, um den Hochdruck-Durchtritt 49 wahlweise zu öffnen oder zu schließen.
20A zeigt den Kompressor der siebten Ausführungsform beim Betrieb mit der 100%-Fördermenge. Das solenoidbetätigte Auswahlventil 50 ist zu seiner Öffnungsstellung bewegt, in der der Hochdruck-Durchtritt 49 geöffnet ist. Daher wird ein hoher Druck eingeführt, um auf das äußere Ende des Schieberventils 47 einzuwirken. Somit wird das Schieberventil 47 zu seiner Schließstellung gemäß Darstellung in 20A bewegt, indem die elastische Kraft der Druckfeder 48 überwunden wird. Entsprechend wird die radiale Bypaßöffnung 42 von den Fluidkanälen 32a und 32b fluidtechnisch getrennt, und wird das in die Abgabekammer 24 über die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abgegebene Kühlmittel in Richtung auf den Kühlkreis der Klimaanlage über den Abgabeanschluß 23 abgegeben.
Wenn das solenoidbetätigte Auswahlventil 50 zu seiner Schließstellung gemäß Darstellung in 20B geschaltet wird, wird andererseits der Kompressor mit der 0%-Fördermenge betrieben. Der Grund hierfür besteht darin, daß dann, wenn der Hochdruck-Durchtritt 49 geschlossen ist, der am äußeren Ende des Schieberventils 47 wirkende hohe Druck allmählich entlastet und das Schieberventil 47 mittels der Druckfeder 48 zu seiner Öffnungsstellung bewegt wird, die eine Fluidverbindung zwischen der radialen Bypaßöffnung 42 und dem Ansauganschluß 21 über die Fluidkanäle 32a und 32b schafft. Auf diese Weise kann der Kompressor mit der 0%-Fördermenge betrieben werden.
21 bis 24 zeigen eine achte Ausführungsform der Erfindung.
Bei der achten Ausführungsform ist der Kühlmittel-Spiralkompressor mit einer Zwischenplatte 60 ausgestattet, die zwischen dem hinteren Gehäuseteil 2 und der stationären Spiraleinheit 4 angeordnet ist. Die Zwischenplatte 60 teilt die Abgabekammer 24 in eine erste Abgabekammer 24a und eine zweite Abgabekammer 24b auf, die miteinander über eine Verbindungsöffnung 26 in Verbindung stehen. Ein Rückschlagventil 27 ist in der zweiten Abgabekammer 24b angeordnet und an der Fläche der Zwischenplatte 60 befestigt, um die Verbindungsöffnung 26 abzudecken. Die erste Abgabekammer 24a kann mit dem Ansauganschluß 21 über eine endseitige Öffnung der ersten Abgabekammer 24a und mit dem Fluidkanal 32 fluidtechnisch in Verbindung stehen. Die eben genannten endseitige Öffnung der ersten Abgabekammer 24a wird mittels eines verschiebbaren Schieberventils 46 geschlossen und geöffnet, das mit einem Ventilbetätiger 61 verbunden ist, der in einem Elektromotor besteht. Gemäß Darstellung in 22 steuert der von dem Elektromotor gebildete Ventilbetätiger 21 die Schiebebewegung des Schieberventils 62 über eine Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Bewegung, welche Einrichtung einen Gewindebereich 61a umfaßt.
23 zeigt die Anordnung der Bypaßöffnungen 17, die in der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 ausgebildet sind, so daß eine Vielzahl von Taschen 20 (Kompressionskammern), die zwischen der orbitierenden Spiraleinheit 3 und der stationären Spiraleinheit 4 gebildet sind, mit der ersten Abgabekammer 24a der Abgabekammer 24 über die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 in Verbindung stehen können. Die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 sind durch die Rückschlagventile 15 in der gleichen Weise abgedeckt wie bei den vorausgehenden ersten bis siebten Ausführungsformen der Erfindung.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise der achten Ausführungsform beschrieben.
Wenn der Kühlmittel-Spiralkompressor dieser Ausführungsform mit der 100%-Fördermenge infolge der Abtrennung der ersten Abgabekammer 24a vom Ansauganschluß 21 durch den Betrieb des Schieberventils 62 betrieben wird, das durch den Ventilbetätiger 61 betätigt wird, ist gemäß Darstellung in 21 der in der zweiten Abgabekammer 24b herrschende Druck gleich dem Kondensationsdruck im Kühlmittelkreis der Klimaanlage. Da die erste Abgabekammer 24a vom Fluidkanal 32 mittels des Schieberventils 62 abgetrennt ist, steht weiter der Druck, der in der ersten Abgabekammer 24a herrscht, mit dem Druck im Gleichgewicht, der in der zweiten Abgabekammer 24b herrscht, d.h. mit dem Kondensationsdruck im Kühlkreis. Auf diese Weise sind die Rückschlagventile 15 in der ersten Abgabekammer 24a gegen die Stirnfläche der stationären Spiraleinheit 4 gedrückt, um dadurch die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abzudecken. Daher wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 infolge der Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit 3 allmählich komprimiert und aus den Taschen 20 in Richtung auf die erste Abgabekammer 24a über die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 abgegeben. Das komprimierte Kühlmittel wird weiter aus der ersten Abgabekammer 24a in Richtung auf die zweite Abgabekammer 24b über die Verbindungsöffnung 26 abgegeben und weiter in Richtung auf den Kondensator der Klimaanlage abgegeben. Das Kühlmittel steht weiter durch den Kühlmittelkreis der Klimaanlage hindurch im Umlauf und kehrt zum Ansauganschluß 21 des Kompressors zurück.
Wenn das Schieberventil 62 gemäß Darstellung in 24 mittels des Ventilbetätigers 61 zu seiner Öffnungsstellung be wegt wird, um eine Fluidverbindung von der ersten Abgabekammer 24a zum Fluidkanal 32 zu bilden, steht der in der ersten Abgabekammer 24a herrschende Druck im Gleichgewicht mit dem Ansaugdruck in der Ansaugkammer 21 und im Ansauganschluß 21. Der Druck in der zweiten Abgabekammer 24b wird gleich dem Kondensationsdruck im Kühlkreis gehalten, und entsprechend wird das in der zweiten Abgabekammer 24b angeordnete Rückschlagventil 27 in seiner Schließstellung gehalten. Auf diese Weise wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 in die erste Abgabekammer 24a abgegeben und direkt in Richtung auf den Fluidkanal 32 weiter geführt. Das Kühlmittel im Fluidkanal 32 strömt dann in Richtung auf den Ansauganschluß 21, durch den hindurch das Kühlmittel zur Ansaugkammer 22 zurückkehrt. Hierbei wird der Kompressor mit der 0%-Fördermenge betrieben. Da die Rückschlagventile 15 keinem hohen Druck ausgesetzt sind, kann das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 nicht komprimiert werden. Folglich wird das Kühlmittel unter einem niedrigen Druck aus den jeweiligen Taschen 20 in Richtung auf die erste Abgabekammer 24a über die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abgegeben.
Wenn bei der achten Ausführungsform der Betrieb des Kompressors vom regulären Betrieb mit der 100%-Fördermenge zum Betrieb mit der 0%-Fördermenge umgeschaltet wird, sollte der Rückfluß des Kühlmittels unter einem hohen Druck von der ersten Abgabekammer 24a zum Ansauganschluß 21 vorzugsweise verhindert werden. Deshalb ist die erste Abgabekammer 24a in Hinblick auf das kleinstmögliche Volumen gestaltet.
25 bis 27 zeigen eine neunte Ausführungsform der Erfindung.
Bei diesem Kühlmittel-Spiralkompressor der neunten Ausführungsform sind die erste und die zweite Abgabekammer 24a und 24b mittels der Zwischenplatte 60 und des Rückschlagventils 27 voneinander getrennt, das in der zweiten Abgabekammer 24b vorgesehen ist. Hierbei ist das Rückschlagventil 27 dazu vorgesehen zu verhindern, daß das unter hohem Druck stehende Kühlmittel aus der zweiten Abgabekammer 24b zu der ersten Abgabekammer 24a während des 0%-Fördermengenbetriebs des Kompressors strömt. Daher kann das Rückschlagventil 27 der achten Ausführungsform durch ein Schieberventil 28 gemäß Darstellung in 25 ersetzt werden.
Wenn bei dem Kompressor der neunten Ausführungsform gemäß Darstellung in 25 bis 27 das Schieberventil 28 mittels des Betätigers 61 nach oben bewegt wird, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer 24a bzw. 24b über eine Zwischenöffnung 26 eines Paars von Zwischenöffnungen auszubilden, d.h. über die untere Zwischenöffnung 26, und um die Fluidverbindung zwischen der ersten Abgabekammer 24a und der Ansaugkammer 22 durch Schließen der oberen Zwischenöffnung des Paars von Zwischenöffnungen zu unterbrechen, kann der Kompressor somit mit der 100%-Fördermenge betrieben werden.
Wenn das Schieberventil 28 gemäß Darstellung in 26 und 27 nach unten bewegt wird, wird der Kompressor von dem Betrieb mit der 100%-Fördermenge zu dem Betrieb mit der 0%-Fördermenge umgeschaltet. Die erste Abgabekammer 24a und die zweite Abgabekammer 24b sind nämlich voneinander getrennt, und die erste Abgabekammer 24a steht mit der Ansaugkammer 22 über die obere Zwischenöffnung 26, den Fluidkanal 32 und den Ansauganschluß 21 fluidtechnisch in Verbindung.
Es ist zu beachten, daß das Schieberventil 28 und der Ventilbetätiger 61 in einer Kammer untergebracht sind, die in der Zwischenplatte 60 ausgebildet ist.
28 zeigt eine zehnte Ausführungsform der Erfindung.
Der Kühlmittel-Spiralkompressor dieser Ausführungsform unterscheidet sich von derjenigen der achten und der neunten Ausführungsform dadurch, daß ein Schieberventil 62 in Hinblick auf eine Betätigung durch einen Ventilbetätiger vorgesehen ist, der aus einem Elektromagnet 63 und einer Druckfe der 64 besteht.
Des weiteren ist der Kompressor dieser Ausführungsform gegenüber dem Kompressor der ersten Ausführungsform, die in 1 bis 5B dargestellt ist, verbessert. Bei der ersten Ausführungsform wird nämlich das Solenoidventil 33 zum Umschalten vom 100%-Fördermengenbetrieb des Kompressors zum 0%-Fördermengenbetrieb und umgekehrt verwendet. Wenn das Solenoidventil 33 zu seiner Öffnungsstellung bewegt ist, wird somit die Gesamtmenge des unter hohem Druck stehenden Kühlmittels in der Abgabekammer 24 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 durch das Solenoidventil 33 hindurch im Bypaß geführt. Hierbei ist es notwendig, daß das Solenoidventil 33 eine große Strömungskapazität besitzt. Entsprechend ist das Solenoidventil 33 notwendigerweise groß und schwer. Wenn der Kompressor mit Hochgeschwindigkeit während seines 0%-Fördermengenbetriebs betrieben wird, ist darüber hinaus die Menge des durch das Solenoidventil 33 hindurchströmenden Kühlmittels groß, und ist entsprechend der Druckverlust im Solenoidventil 33 groß, und ist seinerseits der Druckverlust des Kühlmittels im Fluidkanal 32 groß. Folglich ist der in der Abgabekammer 24 herrschende Druck größer als der in der Ansaugkammer 22 herrschende Druck. Somit bringt der Betrieb des Kompressors auf die Antriebsquelle desselben, d.h. einen Fahrzeugmotor, eine ungünstige Last zur Einwirkung.
Der Kühlmittel-Spiralkompressor der zehnten Ausführungsform ist in Hinblick darauf gestaltet, das eben genannte ungünstige Problem zu überwinden, das bei dem Spiralkompressor der ersten Ausführungsform auftritt.
Nachfolgend wird der Kompressor der zehnten Ausführungsform unter Bezugnahme auf 29 bis 33 im Detail beschrieben.
Der Kompressor ist mit einer Zwischenplatte 60 ausgestattet, die zwischen der stationären Spiraleinheit 4 und dem hinteren Gehäuseteil 2 angeordnet ist, und eine erste Abgabekammer 24a und eine zweite Abgabekammer 24b sind durch die Zwi schenplatte 60 in der gleichen Weise wie bei der achten Ausführungsform von 21 und 22 gebildet. Die Zwischenplatte 60 ist mit Zwischenöffnungen 26 ausgestattet, die dort als Bohrung vorgesehen sind, um eine Verbindung zwischen der ersten Abgabekammer 24a und der zweiten Abgabekammer 24b zu bilden. Die Zwischenöffnungen 26 sind durch Rückschlagventile 27 und durch Ventilhalter 29 abgedeckt. Die Rückschlagventile 27 und die Ventilhalter 29 sind in der zweiten Abgabekammer 24b angeordnet und an der Zwischenplatte 60 mit Hilfe von Schraubenbolzen befestigt.
Gemäß Darstellung in 30 steht die erste Abgabekammer 24a mit der Ansaugkammer 22 über den Fluidkanal 32 fluidtechnisch in Verbindung, der durch ein linear bewegbares Schieberventil 71 versperrt und freigegeben werden kann. Eine Steuerkammer 72 ist an der Rückseite des Schieberventils 71 angeordnet und mit der ersten Abgabekammer 24a über einen Steuerdruck-Durchtritt 73 fluidtechnisch verbunden. Der Steuerdruck-Durchtritt 73 wird durch ein im hinteren Gehäuseteil 2 aufgenommenes Solenoidventil 74 versperrt oder freigegeben. Eine Druckfeder 75 ist in der Steuerkammer 72 in Hinblick darauf angeordnet, einen elastischen Druck auf die Rückseite des Schieberventils 71 zur Einwirkung zu bringen.
Das hintere Gehäuseteil 2 ist mit einem Abgabeanschluß 23 ausgestattet, der mit einem Kondensator des Kühlkreises einer Fahrzeug-Klimaanlage fluidtechnisch verbunden ist.
In 31 ist die Anordnung einer Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 und einer Abgabeöffnung 19 dargestellt. Die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 sind so angeordnet, daß die Taschen 20 zwischen der orbitierenden Spiraleinheit 3 und der stationären Spiraleinheit 4 mit der ersten Abgabekammer 24a über die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 während der Bewegung der Taschen 20 vom äußeren Bereich der stationären Spiraleinheit 4 zu deren Zentrum hin in Verbindung gebracht werden können.
Wenn bei dem beschriebenen Kompressor der zehnten Ausführungsform der Steuerdruckdurchtritt 73 mittels des Solenoidventils 74 nicht versperrt ist, wirkt der Abgabedruck an den einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71, und ist entsprechend das Schieberventil 71 keiner Druckdifferenz ausgesetzt. Somit wird das Schieberventil 71 durch die Federkraft der Druckfeder 75 zu der in 29 dargestellten Stellung bewegt, um den Fluidkanal 32 zu verschließen, und wird daher der Kompressor mit der regulären 100%-Fördermenge betrieben. Da die zweite Abgabekammer 24b mit dem Kondensator des Kühlkreises in Verbindung steht, herrscht ein Druck gleich dem Abgabe- oder Kondensationsdruck in der zweiten Abgabekammer 24b. Da hierbei der Fluidkanal 32 verschlossen ist, wird der Druck in der ersten Abgabekammer 24a auf den Kondensationsdruck gleich demjenigen in der zweiten Abgabekammer 24b erhöht. Daher werden die Rückschlagventile 15 in der ersten Abgabekammer 24a gegen die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 durch den hohen Kondensationsdruck gedrückt. Entsprechend wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 in Reaktion auf die Bewegung der Taschen 20 in Richtung auf das Zentrum der stationären Spiraleinheit 4 allmählich komprimiert. Wenn das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 ausreichend komprimiert wird, daß es den Abgabedruck aufweist, wird es somit aus den Taschen 20 in Richtung auf die erste Abgabekammer 24a und die zweite Abgabekammer 24b durch die Bypaßöffnungen 17 oder die Abgabeöffnung 19 hindurch abgegeben. Wenn das Kühlmittel in die zweite Abgabekammer 24b abgegeben ist, wird es anschließend in Richtung auf den Kondensator des Kühlkreises der Fahrzeug-Klimaanlage geführt. Das Kühlmittel strömt dann durch den Kühlkreis und kehrt über den Ansauganschluß 21 zum Kompressor zurück. Da hierbei die Menge des durch das Solenoidventil 74 strömenden Kühlmittels klein ist, kann das Solenoidventil 74 klein sein.
Wenn das Fluidventil 74 den Steuerdruckdurchtritt 73 versperrt, tritt das Kühlmittel in der Steuerdruckkammer 72 allmählich von dort in Richtung auf die Ansaugkammer 22 aus, und wird der Druck in der Steuerdruckkammer 72 auf den Ansaug druck abgesenkt. Somit tritt eine Druckdifferenz auf, die an den einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71 wirkt, und das Schieberventil 71 wird zu der in 32 und 33 dargestellten Stellung gegen die elastische Kraft der Druckfeder 75 bewegt, um den Fluidkanal 32 freizugeben. Somit kommt der Druck in der ersten Abgabekammer 24a zum Ausgleich mit dem Druck in der Ansaugkammer 22. Jedoch wird der Druck in der zweiten Abgabekammer 24b auf dem Abgabedruck aufrechterhalten, und die Rückschlagventile 27, die in der zweiten Abgabekammer 24b angeordnet sind, bleiben entsprechend geschlossen. Somit wird das aus den jeweiligen Taschen 20 abgegebene Kühlmittel direkt zur Abgabekammer 22 über den Fluidkanal 32 geführt. Der Kompressor arbeitet dann mit der 0%-Fördermenge.
Hierbei verliert das von der ersten Abgabekammer 24a in Richtung auf eine Öffnung 76 des Schieberventils 71 über den Fluidkanal 32 strömende Kühlmittel seinen Druck bis zu einem geringeren Druck, der dem Ansaugdruck entspricht, wenn es durch die genannte Öffnung 76 hindurchtritt. Die Größe des Druckverlustes des Kühlmittels beim Hindurchtritt durch die Öffnung 76 des Schieberventils 71 hängt von der Größe der Bewegung des Schieberventils 71 ab. Wenn die Größe der Bewegung des Schieberventils groß ist, kann die Öffnung 76 weit sein, was zu einem kleinen Druckverlust führt. Wenn die Größe der Bewegung des Schieberventils 71 klein ist, darf die Öffnung 76 nicht groß sein. Dann ist der Druckverlust des Kühlmittels groß.
Es ist zu beachten, daß der hohe Druck des Kühlmittels, bevor es den vorstehend erwähnten Druckverlust erfährt, auf die linke Seite des Schieberventils 71 einwirkt, und daß der niedrige Druck des Kühlmittels, nachdem es den Druckverlust erfahren hat, auf die rechte Seite des Schieberventils 71 in der Steuerdruckkammer 72 einwirkt. Daher wirkt eine Druckdifferenz entsprechend dem vorstehend genannten Druckverlust auf das Schieberventil 71 ein. Somit wird das Schieberventil 71 zu einer Stellung bewegt, in der die auf das Schieberventil 71 einwirkende Druckdifferenz mit der elastischen Kraft der Druckfeder 75 ausgeglichen wird. Wenn hierbei die Federkonstante der Druckfeder 75 äußerst klein gewählt ist, kann die auf das Schieberventil 71 einwirkende Kraft der Feder 75 als konstant betrachtet werden. Somit wird das Schieberventil 71 bewegt, um den Druckverlust unabhängig von der Drehzahl des Kompressors konstant zu halten. Wenn die Drehzahl des Kompressors zunimmt, um die Menge des vom Kompressor an die Klimaanlage gelieferten Kühlmittels zu vergrößern, wird das Schieberventil 71 automatisch zu einer Stellung bewegt (in 33 nach rechts), in der die Größe der Öffnung 76 groß ist, um den konstanten Druckverlust aufrechtzuerhalten, wenn das Kühlmittel durch die Öffnung 76 hindurchtritt.
Wenn andererseits die Drehzahl des Kompressors abnimmt, um die Menge des vom Kompressor an die Klimaanlage gelieferten Kühlmittels zu verkleinern, wird das Schieberventil 71 zu einer anderen Stellung bewegt (in 33 nach links), in der die Größe der Öffnung 76 klein ist, um wieder einen konstanten Druckverlust aufrechtzuerhalten, wenn das Kühlmittel durch die Öffnung 76 hindurchtritt.
34A und 34B zeigen schematisch, wie der Kühlmittel-Spiralkompressor der vorstehend beschriebenen zehnten Ausführungsform vom Betrieb mit der 0%-Fördermenge auf den Betrieb mit der 100%-Fördermenge und umgekehrt umgeschaltet wird.
Es ist zu beachten, daß entsprechend der Gestaltung und der Bauweise des Kompressors der zehnten Ausführungsform das Solenoidventil 74 im Vergleich zu dem Solenoidventil 33, das bei dem Kompressor der ersten Ausführungsform von 1 und 2 verwendet wird, klein sein kann. Entsprechend können die Gesamtgröße und das Gesamtgewicht des Kompressors der zehnten Ausführungsform kleiner als diejenigen des Kompressors der ersten Ausführungsform sein. Des weiteren kann der Druckverlust des Kühlmittels in dem Umschaltsystem für die Arbeitsweise klein sein.
35A und 35B sind ähnlich 34A und 34B und zeigen schematisch das Umschaltsystem für die Arbeitsweise des Kühlmittel-Spiralkompressors einer elften Ausführungsform.
Das System von 35A und 35B unterscheidet sich vom System von 34A und 34B dadurch, daß die erste Abgabekammer 24a des Systems von 34A und 34B durch innere und äußere Abgabekammern 81 und 82 eingetauscht ist. Ein Schieberventil 71, eine Druckfeder 75 und ein Solenoidventil 74 ähnlich denjenigen, die bei dem Kompressor der zehnten Ausführungsform eingebaut sind, sind in der inneren Abgabekammer 81 eingebaut, in der das Kühlmittel aus den Taschen 20 durch eine Bypaßöffnung einer Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 hindurch abgegeben wird. Das in die innere Abgabekammer 81 abgegebene Kühlmittel kann nur in Richtung auf die Ansaugkammer 22 über den Fluidkanal 32 strömen. Die äußere Abgabekammer 82 steht mit der Ansaugkammer 22 über einen zusätzlichen Fluidkanal 83 fluidtechnisch in Verbindung, der durch ein verschiebbares Schieberventil 84 versperrt und freigegeben wird. Die Verschiebung des Schieberventils 84 wird durch den Druck des von der Steuerdruckkammer 72 aus eingeführten Kühlmittels gesteuert, um auf ein Ende des Ventils 84 einzuwirken, während ein anderer Druck (der Ansaugdruck) des eingeführten Kühlmittels auf die andere Seite des Ventils 84 einwirkt und eine elastische Kraft durch die Druckfeder 85 zur Einwirkung gebracht wird, die auf das genannte andere Ende des Ventils 84 einwirkt.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Spiralkompressors der elften Ausführungsform beschrieben.
Wenn gemäß 35A das Solenoidventil 74 betätigt wird, um den Steuerdruckdurchtritt 73 zu öffnen, werden die einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71 dem Abgabedruck des Kühlmittels ausgesetzt, und bewegt sich das Schieberventil 71 durch die Druckfeder 75, um sich zu einer Stellung zu bewegen, die den Fluidkanal 32 versperrt. Somit wird der in der inneren Abgabekammer 81 herrschende Druck erhöht, was Ursache für eine Erhöhung des in der Steuerdruckkammer 72 herrschenden Drucks ist. Daher wird das Schieberventil 84 in 35A nach links gegen die Druckfeder 85 zu einer Stellung bewegt, die den zusätzlichen Fluidkanal 83 verschließt. Somit steigt der Druck in der äußeren Abgabekammer 82 an, so daß die Drücke in der inneren und der äußeren Abgabekammer 81 und 82 gleich dem Abgabedruck des Kühlmittels in der zweiten Abgabekammer 24b sind. Demzufolge werden die Abgabeöffnung 19 und die Bypaßöffnungen 17 durch die Rückschlagventile 15, die den Abgabedruck des Kühlmittels aufnehmen, abgedeckt. Somit wird das in den jeweiligen Taschen (Kompressionskammern) komprimierte Kühlmittel in Richtung auf die zweite Abgabekammer 24b abgegeben, von wo es in Richtung auf den Kondensator der Fahrzeug-Klimaanlage abgegeben wird. Der Kompressor arbeitet hierbei mit der 100%-Fördermenge.
Wenn gemäß 35B das Solenoidventil 74 betätigt wird, um den Steuerdruckdurchtritt 73 zu verschließen, geht der Druck in der Steuerdruckkammer 72 allmählich von dort in Richtung auf die Ansaugkammer 22 verloren, um gleich dem Ansaugdruck des Kühlmittels zu werden. Daher tritt eine Druckdifferenz zwischen den Drücken, die an den einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 71 wirken, auf, und wird das Schieberventil 71 gegen die elastische Kraft der Druckfeder 75 bewegt, um den Fluidkanal 32 freizugeben.
Die einander gegenüberliegenden Enden des Schieberventils 84 sind durch gleiche Drücke beaufschlagt, und entsprechend wird das Schieberventil 84 durch die Druckfeder 85 in 35B nach rechts bewegt, um den zusätzlichen Fluidkanal 83 zu öffnen. Daher werden die Drücke in der äußeren und der inneren Abgabekammer 81 und 82 auf den Ansaugdruck des Kühlmittels, der in der Ansaugkammer 22 herrscht, abgesenkt. Der Druck in der zweiten Abgabekammer 24b wird auf einem Druck gleich dem Abgabedruck des Kühlmittels aufrechterhalten. Somit werden die Rückschlagventile 27 der zweiten Abgabekammer 24b geschlossen. Daher strömt das Kühlmittel, das aus den Taschen 20 in Richtung auf die innere und die äußere Abgabekammer 81 und 82 über die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abgegeben wird, durch den Fluidkanal 32 und den zusätzlichen Fluidkanal 83 in Richtung auf die Ansaugkammer 22. Der Kompressor wird dann mit der 0%-Fördermenge betrieben. Die Bewegung des Schieberventils 71 wird in der gleichen Weise wie bei der vorausgehenden zehnten Ausführungsform gesteuert, so daß die Öffnung 76 des Schieberventils 71 stets eingestellt wird, um den Druckverlust des Kühlmittels im Fluidkanal 32 konstant zu halten.
Die Bewegung des Schieberventils 84 findet statt, um den zusätzlichen Fluidkanal 83 freizugeben, um dadurch einen großen Strömungsbereich zu erreichen, der es gestattet, daß das Kühlmittel aus der äußeren Abgabekammer 82 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 ohne das Auftreten eines Druckverlustes strömt.
Es ist zu beachten, daß bei dem Kühlmittel-Spiralkompressor der elften Ausführungsform das aus der inneren Abgabekammer 81 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 über den Fluidkanal 32 strömende Kühlmittel einem Druckverlust ausgesetzt ist und daß das durch den zusätzlichen Strömungskanal 83 strömende Kühlmittel infolge der Anordnung des Schieberventils 84 keinem Druckverlust ausgesetzt sein kann. Das System zur Umschaltung des Betriebs des Kompressors dieser Ausführungsform kann somit ein solches sein, das im Vergleich mit dem System zum Umschalten des Betriebs des Kompressors der zehnten Ausführungsform ein kleineres Antriebsmoment erforderlich macht.
36 zeigt den Kühlmittel-Spiralkompressor einer zwölften Ausführungsform der Erfindung. Gemäß Darstellung in 36 ist die Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 mit einer Abgabeöffnung 19 und einer Vielzahl von Bypaßöffnungen 17 ausgestattet, die als Bohrung ausgebildet sind. Die Öffnungen 17 und 19 sind in Hinblick darauf angeordnet, eine Fluidverbindung zwischen einer Vielzahl von Taschen 20, einer zweiten Abgabekammer 24b und einer ersten Abgabekammer 24a (Bypaßkammer 101) zu schaffen. Eine Vielzahl von Rückschlagventilen 15 und Ventilrückhalteplatten 16 sind an der Stirn platte 4a der stationären Spiraleinheit 4 befestigt, um die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abzudecken.
Die oben genannte erste Abgabekammer 24a ist zwischen der Zwischenplatte 60 und der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 ausgebildet, und die zweite Abgabekammer 24b ist durch die Zwischenplatte 60, einen Wandbereich 4b, der sich von der Rückfläche der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 aus erstreckt, und dem hinteren Gehäuseteil 2 begrenzt. Die erste Abgabekammer 24a und die zweite Abgabekammer 24b stehen über eine Verbindungsöffnung 26 miteinander in Verbindung, die durch ein Rückschlagventil 27 und eine Ventilrückhalteplatte 29 abgedeckt ist.
Die erste Abgabekammer 24a steht mit der Ansaugkammer 22 über den Fluidkanal 32 fluidrechnisch in Verbindung, und ein linear bewegbares Schieberventil 71 ist in Hinblick darauf angeordnet, die Verbindung zwischen der ersten Abgabekammer 24a und der Ansaugkammer 22 zu steuern. Die Bewegung des Schieberventils 71 wird durch den Druck in der Steuerdruckkammer 72 und die elastische Kraft der Druckfeder 75 gesteuert, und der Druck in der Drucksteuerkammer 72 wird durch ein Steuerventil 100 einstellbar verändert.
Das Steuerventil 100 ist im hinteren Gehäuseteil 2 gemäß Darstellung in 37 fest angeordnet und mit Gehäuseelementen 102 und 103 ausgestattet, zwischen denen eine Membran 104 angeordnet ist. Eine Kammer 105 für atmosphärischen Druck, die zwischen dem Gehäuseelement 102 und der Membran 104 angeordnet ist, nimmt dort eine Feder 106 auf, die einen vorbestimmten Druck auf die Membran 104 ausübt. Das Gehäuseelement 102 besitzt auch eine Durchgangsbohrung 102a, durch die hindurch Luft von der Atmosphäre in die Kammer 105 für atmosphären Druck eingeführt wird. Eine Ansaugdruckkammer 107 ist zwischen dem Gehäuseelement 103 und der Membran 104 angeordnet, und ein Schieber 108 ist so angeordnet, daß er sich linear bewegbar durch Ansaugdruckkammer 107 hindurch erstreckt, und die Bewegung des Schiebers 108 bewirkt eine Bewegung eines Ventilkolbens 109 mit einem kugelförmigen Ende 107a. das Gehäuseelement 103 besitzt eine Durchgangsbohrung 103a, durch die hindurch der Ansaugdruck des Kühlmittels in die Ansaugdruckkammer 107 eingeführt wird. Das kugelförmige Ende 107a des Ventilkolbens 109 wird ständig in Richtung auf einen Ventilsitz 103b durch die elastische Kraft einer Feder 110 gedrückt. Die Feder 110 ist in einer Steuerdruckkammer 112 aufgenommen, die zwischen dem Gehäuseelement 103 und einem unteren Gehäuseelement 111 angeordnet ist. Die Steuerdruckkammer 112 und die Steuerdruckkammer 72 des Kompressors stehen miteinander über einen Steuerdruckdurchtritt 103c in Verbindung. Die Steuerdruckkammer 112 und die Abgabekammer 24 stehen miteinander über einen Abgabedruckdurchtritt 103 und eine im unteren Gehäuseelement 111 ausgebildete Drossel 111a in Verbindung.
Wenn der Druck in der Ansaugkammer 107 abfällt, wird der Ventilkolben 109 durch die elastische Kraft der Feder 106 bewegt, so daß sich das kugelförmige Ende 107a vom Ventilsitz 103b abhebt. Somit wird der Druck in der Steuerdruckkammer 112 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 durch den Ansaugdruckdurchtritt 103d hindurch freigesetzt. Demzufolge wird der Druck in der Steuerdruckkammer 112 abgesenkt.
Wenn der Druck in der Ansaugdruckkammer 107 ansteigt, wird der Ventilkolben 109 durch die elastische Kraft der Feder 110 so bewegt, daß das kugelförmige Ende 107a gegen den Ventilsitz 103b gedrückt wird. Auf diese Weise wird die Steuerdruckkammer 112 von der Ansaugdruckkammer 103d abgetrennt, und steigt entsprechend der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 112 an.
Der Kompressor dieser Ausführungsform steht mit dem Kondensator des Kühlkreises einer Fahrzeug-Klimaanlage über den Abgabeanschluß 22 in Verbindung, der im hinteren Gehäuseteil 2 ausgebildet ist.
38 zeigt die Anordnung von Bypaßöffnungen 17 und der Abgabeöffnung 19, die in der Stirnplatte 4a der stationären Spiraleinheit 4 ausgebildet sind. Die dargestellte Anord- Spiraleinheit 4 ausgebildet sind. Die dargestellte Anordnung der Bypaßöffnungen 17 und der Abgabeöffnung 19 macht es möglich, daß die Taschen 20 (Kompressionskammern), die zwischen der orbitierenden und der stationären Spiraleinheit 3 und 4 ausgebildet sind, auf dem Weg in die zweite Abgabekammer 24b während der Bewegung der jeweiligen Taschen 20 vom äußeren Bereich der stationären Spiraleinheit 4 in Richtung auf das Zentrum dieser Einheit im Bypaß angeordnet sind.
39 zeigt eine Anordnung von Rückschlagventilen 15, die die vorstehend genannten Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 abdecken, die Bypaßkammer 101 und die zweite Abgabekammer 24b. Mit 25 sind Schraubenbolzen bezeichnet, die die Rückschlagventile 15 an der Stirnplatte 4a festlegen.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Kühlmittel-Spiralkompressors der zwölften Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Gemäß 36 ist der Fluidkanal 32 des Kompressors durch den Schieber 71 abgesperrt, und wird daher der Kompressor mit der 100%-Fördermenge betrieben. Der Druck des Kühlmittels in der zweiten Abgabekammer 24b ist gleich dem Kondensationsdruck im Kühlkreis der Klimaanlage. Da der Fluidkanal 32 versperrt ist, steigt der Druck in der ersten Abgabekammer 24a an, bis er gleich dem Abgabedruck in der zweiten Abgabekammer 24b ist, d.h, dem oben genannten Kondensationsdruck gleich ist. Somit ist die Rückseite der jeweiligen Rückschlagventile 15 durch den Abgabedruck (den Kondensationsdruck) beaufschlagt und gegen die jeweiligen Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 gedrückt. Daher wird das Kühlmittel in den Taschen 20 dort allmählich komprimiert, bis es schließlich einen Druck aufweist, der dem Abgabedruck entspricht, und wird das Kühlmittel aus den Taschen 20 in die Abgabekammer 246 über die Abgabeöffnung 19 abgegeben.
Bei Kompression des Kühlmittels in den Taschen 20 unter der Bedingung, daß die Differenz zwischen dem Abgabedruck und dem Ansaugdruck klein ist, wird das Kühlmittel in den jeweiligen Taschen 20 in die Bypaßkammer 101 über die Bypaßöffnungen 17 und in die zweite Abgabekammer 24b über die Verbindungsöffnung 26 im Bypaß geführt. Das komprimierte Kühlmittel, das in die zweite Abgabekammer 24b abgegeben wird, wird von dort zum Kondensator des Kühlkreises der Klimaanlage abgegeben. Das durch die Klimaanlage hindurchströmende Kühlmittel kehrt zum Ansauganschluß 21 des Kompressors zurück.
Jetzt wird auf 40 Bezug genommen; dort ist der Fluidkanal 32 des Kompressors durch den Schieber 71 nicht versperrt, und der Druck in der ersten Abgabekammer 24a ist gleich dem Ansaugdruck in der Ansaugkammer 22. Andererseits wird der Abgabedruck in der zweiten Abgabekammer 24b gleich dem Kondensationsdruck des Kühlkreises gehalten. Somit schließt das Rückschlagventil 27 in der zweiten Abgabekammer 24b die Verbindungsöffnung 26 unter dem Abgabedruck. Entsprechend fließt das aus den jeweiligen Taschen 20 in die erste Abgabekammer 24a über die Bypaßöffnungen 17 abgegebene Kühlmittel direkt zur Ansaugkammer 22 über den offenen Fluidkanal 32. Der Kompressor wird somit mit der minimalen Fördermenge betrieben. Da die Rückschlagventile 15 hierbei dem geringen Ansaugdruck ausgesetzt sind, werden die Bypaßöffnungen 17 und die Abgabeöffnung 19 durch die Rückschlagventile 15 nicht dicht verschlossen, und das Kühlmittel kann entsprechend in den jeweiligen Taschen 20 dort nicht komprimiert werden, und es wird in die Bypaßkammer 101 über die Öffnungen 17 abgegeben.
Es ist zu beachten, daß bei dem Kompressor der zwölften Ausführungsform, da die Bewegung des Schiebers 71 durch das Steuerventil 100 gesteuert wird, das in Reaktion auf eine Änderung des Ansaugdrucks des Kühlmittels arbeitet, das Umschalten, des Betriebs des Kompressors zwischen der 100%-Fördermenge und der minimalen Fördermenge in Reaktion auf die Änderung des Ansaugdrucks des Kühlmittels gesteuert werden kann. Daher kann die Temperatur der von der Klimaanlage aus zugeführten Luft auf einem konstanten Temperaturlevel gehalten werden.
41 bis 43, 44A und 44B zeigen einen Kühlmittel-Spiralkompressor einer dreizehnten Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor dieser Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kompressor der vorstehend beschriebenen zwölften Ausführungsform dadurch, dass der Kompressor mit zwei separaten einer äußeren und einer inneren Bypasskammer 101a und 101b ausgestattet ist. Die Bypasskammern 101a und 101b sind durch die Zwischenplatte 60 voneinander getrennt und eine Rückschlagventilbaugruppe, die aus einem Rückschlagventil 113a und einer Ventilrückhalteplatte 113b besteht, ist zwischen den beiden Kammern 101a und 101b angeordnet.
Des weiteren ist der Schieber 71 so angeordnet, daß er zu einer Stellung, in der die äußere Bypaßkammer 101a mit der Ansaugkammer 22 gemäß Darstellung in 42 in Verbindung steht, und zu einer anderen Stellung bewegt wird, in der die innere und äußere Bypaßkammer 101b und 101a mit der Ansaugkammer 22 gemäß Darstellung in 43 in Verbindung stehen. Des weiteren kann der Schieber 71 zu einer weiteren Stellung bewegt werden, in der die beiden inneren und äußeren Bypaßkammern 101b und 101a von der Ansaugkammer 22 gemäß Darstellung in 41 fluidtechnisch getrennt sind.
Wenn bei der vorstehend beschriebenen Bauweise des Kompressors der dreizehnten Ausführungsform der Kompressor mit der 100%-Fördermenge betrieben wird, ist der Schieber 71 in 41 nach unten bewegt, um die innere und äußere Bypasskammer 101b und 101a von der Ansaugkammer 22 zu trennen.
Wenn die äußere Bypaßkammer 101a mit der Ansaugkammer 22 unter der Steuerung des Schiebers 71 (42) in Verbindung steht, wird nur ein Teil des Kühlmittels in den Taschen 20 in Richtung auf die Ansaugkammer 22 im Bypaß geführt. Daher wird der Kompressor mit einer mittleren Fördermenge betrieben. Es ist zu beachten, daß die mittlere Fördermenge des Kompressors, d.h. eine mittlere Menge komprimierten Kühlmittels, durch das Volumen der Taschen 20 bestimmt, die nicht mit den Bypassöffnungen 17 in Verbindung stehen, die sich in Richtung auf die äußere Bypaßkammer 101a öffnen (s. 44A und 44B).
Wenn gemäß Darstellung in 43 die innere und die äußere Bypaßkammer 101a und 101b mit der Ansaugkammer 22 unter der Steuerung des Schiebers 71 in Verbindung stehen, wird im wesentlichen das gesamte in die Taschen 20 eingesaugte Kühlmittel in die Ansaugkammer 22 im Bypaß geführt. Somit wird der Kompressor mit der minimalen Fördermenge betrieben. Die Menge des vom mit minimaler Fördermenge betriebenen Kompressor gelieferten Kühlmittels ist durch das Volumen der Taschen 20 bestimmt, die nicht mit den Bypassöffnungen 17 in Verbindung stehen, die sich in Richtung auf die äußerer und innere Bypaßkammer 101a und 101b öffnen (s. 45A und 45B).
46 zeigt den Kühlmittel-Spiralkompressor einer vierzehnten Ausführungsform der Erfindung.
Der Kompressor dieser vierzehnten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Kompressor der zwölften Ausführungsform von 36 dadurch, daß das Steuerventil 100 der zwölften Ausführungsform zur Betätigung des Schiebers 71 durch einen Elektromotor 114, wie dieser als Servomotor gut bekannt ist, ersetzt ist. Das Steuerventil 100 der zwölften Ausführungsform kann auch durch eine Elektromagneteinheit 115 gemäß Darstellung in 47 ersetzt sein.
Aus der vorstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist ersichtlich, daß, da der Kühlmittel-Spiralkompressor der Erfindung vom Betrieb mit der regulären 100%-Fördermenge zum Betrieb mit der 0%-Fördermenge oder der minimalen Fördermenge während seines von einer Antriebsquelle aus, d.h. einem Fahrzeugmotor aus, angetriebenen Betriebs leicht umgeschaltet werden kann, die Möglichkeit besteht, auf eine an der Antriebswelle (der Kurbelwelle) auf der Kraftübertragungsstrecke zwischen dem Motor und dem Kompres sor angeordnete Solenoidkupplung zu verzichten, um dadurch die Größe und das Gewicht des Spiralkompressors zu verkleinern bzw. zu reduzieren. Des weiteren kann eine Senkung der Herstellungskosten des Spiralkompressors infolge der Weglassung der Solenoidkupplung realisiert werden. Des weiteren kann das Umschalten des Betriebs des Kompressors vom Betrieb mit der 100%-Fördermenge zum Betrieb mit der 0%-Fördermenge und umgekehrt bei kleiner Veränderung der auf den Fahrzeugmotor zur Einwirkung gebrachten Last erreicht werden. Somit leiden der Fahrer und die Fahrgäste eines Fahrzeugs nicht unter einem unangenehmen Stoß.
Viele Veränderungen und Modifikationen bei den dargestellten Ausführungsformen sind für den Fachmann ersichtlich, ohne den Rahmen und den Geist der Erfindung, wie diese in den beigefügten Ansprüchen beansprucht ist, zu verlassen.

Claims

Kältemittel-Spiralkompressor mit: – einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kältemittels in das Gehäuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kältemittels nach der Komprimierung ausgestattet ist, – einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (21) fluidtechnisch verbunden ist, – einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, – einer stationären Spiraleinheit (4), die am Gehäuse (1, 2) befestigt und mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralteil (4b), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, – einer orbitierenden Spiraleinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Spiraleinheit (4) im Eingriff steht und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (3b), das an der Stirnplatte (3a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, – einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und für die Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit (3) bezüglich der stationären Spiraleinheit (4) sorgt, – einem Mittel zur Verhinderung einer Drehung, das in Hinblick darauf angeordnet ist, die orbitierende Spiraleinheit (3) an einer Drehung während ihrer Orbitalbewegung zu hindern, – einer Vielzahl von Kompressionskammern, die als eine Vielzahl von Taschen (20) ausgebildet sind, die zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und der orbitierenden Spiraleinheit (3) gebildet sind und sich in Richtung auf das Zentrum der Spiralteile (3b, 4b) in Abhängigkeit von der Orbitalbewegung der bewegbaren Spiraleinheit (3) bewegen, um dadurch das in die Taschen (20) eingesaugte Kältemittel zu komprimieren, – einer Vielzahl von Bypaßöffnungen (17), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl der Taschen (20) und der Abgabekammer (24) zu schaffen, – einer Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen einer zentralen Tasche und der Abgabekammer (24) zu schaffen, – einer Anordnung, bei der die Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) in solcher Weise vorgesehen sind, daß alle Taschen (20) ständig mit der Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) oder der Abgabeöffnung (19) in Verbindung stehen, – einer Rückschlagventileinheit, die in der Abgabekammer (24) an Stellen nahe bei der Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) angeordnet ist, um das Kältemittel nach der Komprimierung an einem Rücklauf von der Abgabekammer (24) aus zu der Vielzahl der Taschen (20) zu hindern, – einem Fluidkanal (32), der sich zwischen der Ansaugkammer (22) und der Abgabekammer (24) erstreckt, um eine Fluidverbindung zwischen diesen zu schaffen, und – einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung (33), die in dem Fluidkanal (32) angeordnet ist, um den Durchtritt des Kältemittels durch den Fluidkanal (32) zu regeln.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkanal (32) sich durch das Gehäuse (1, 2) hindurch erstreckt.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventileinheit eine Vielzahl von einzelnen Rückschlagventilelementen (15) umfasst, die für jede der Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) angeordnet sind.
Spiralkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückschlagventilelemente (15) mit der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) an Stellen in Verbindung stehen, an denen sie jede der Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) abdecken, wobei die Rückschlagventilelemente (15) von der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) wegbewegbar sind, um jede der Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) zu öffnen.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuereinrichtung ein Solenoidventil (33) umfasst, das eine Öffnungs- und eine Schließstellung derselben definiert und aus der Öffnungsstellung zu der Schließstellung und umgekehrt in Reaktion auf elektrische Erregungssignale bewegbar ist.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuereinrichtung ein linear bewegbares Schieberventil (40) umfasst, das mittels eines Ventilbetätigers (41) in dem Fluidkanal zwischen einer ersten Stellung, die den Fluidkanal blockiert, und einer zweiten Stellung, die den Fluidkanal freigibt, bewegbar ist.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuerungseinrichtung ein Drehschieberventil (45) umfaßt, das mittels eines Drehbetätigers (41) in dem Fluidkanal zwischen einer ersten Stellung, die den Fluidkanal blockiert, und einer zweiten Stellung, die den Fluidkanal freigibt, drehbar ist.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) in einer solchen Weise vorgesehen sind, daß sie entlang einer geraden Linie angeordnet sind.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) in einander kreuzender Anordnung vorgesehen sind.
Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) jeweils einen vorbestimmten Öffnungsquerschnitt aufweisen und so angeordnet sind, daß dann, wenn die jeweiligen Taschen (20) bewegt werden, um das Kältemittel allmählich zu komprimieren, der Gesamtöffnungsquerschnitt der Öffnungen, der die jeweiligen Taschen (20) mit der Abgabekammer (24) verbindet, allmählich größer wird.
Spiralkompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) in einer solchen Weise angeordnet sind, daß der Winkel einer durch jeweils zwei benachbarte Öffnungen der Vielzahl von Bypaßöffnungen (17) und die Abgabeöffnung (19) hindurch geführten Linie gemessen in Hinblick auf das Zentrum der stationären Spiraleinheit (4) kleiner wird, wenn die jeweiligen zwei benachbarten Öffnungen nahe beim Zentrum der stationären Spiraleinheit angeordnet sind.
Kältemittel-Spiralkompressor mit: einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kältemittels in das Gehäuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kältemittels nach der Komprimierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (21) fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet ist, einer stationären Spiraleinheit (4), die mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralteil (4b), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer orbitierenden Spiraleinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Spiraleinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (3b), das an der Stirnplatte (3a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer Vielzahl von zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und der orbitierenden Spiraleinheit (3) ausgebildeten Taschen (20) zum Komprimieren des Kältemittels darin, einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und einen Kurbelbereich (6) aufweist, wobei die Antriebswelle (5) für eine Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit (3) bezüglich der stationären Spiraleinheit (4) sorgt, einer Zwischenplatte (60), die zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und dem Gehäuse (1, 2) zur Aufteilung der Abgabekammer (24) in eine erste Abgabekammer (24a) und eine zweite Abgabekammer (24b), die mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, sandwichartig angeordnet ist, einer Vielzahl von Bypaßöffnungen (17), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der zentralen Tasche und der ersten Abgabekammer (24a) zu schaffen, einer Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der zentralen Tasche und der ersten Abgabekammer (24a) zu schaffen, ersten Rückschlagventilelementen (15), die in der ersten Abgabekammer (24a) an Stellen nahe bei den Bypaßöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) angeordnet sind, um das Kältemittel nach der Komprimierung an einem Rückfluß von der Abgabekammer (24) in die Vielzahl der Taschen (20) zu hindern, einem Verbindungsdurchtritt (26), der in der Zwischenplatte (60) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer (24a bzw. 24b) der Abgabekammer (24) zu bilden, einem zweiten Rückschlagventilelement (27), das in der zweiten Abgabekammer (24b) an einer Stelle nahe bei dem Verbindungsdurchtritt (26) angeordnet ist, um das Kältemittel an einem entgegen gesetzten Strömen von der zweiten Abgabekammer (24b) zu der ersten Abgabekammer (24a) hin zu hindern, einem Fluidkanal (32), der eine Fluidverbindung zwischen der ersten Abgabekammer (24a) und der Ansaugkammer (22) schafft, und einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung (33), die in dem Fluidkanal (32) angeordnet ist, um den Durchtritt des Kältemittels durch den Fluidkanal (32) zu regeln.
Kältemittel-Spiralkompressor mit: einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kältemittels in das Gehäuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kältemittels nach der Komprimierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (21) fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer (24a, 24b), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet ist, einer stationären Spiraleinheit (4), die mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralteil (4b), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer orbitierenden Spiraleinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Spiraleinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (3b), das an der Stirnplatte (3a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer Vielzahl von zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und der orbitierenden Spiraleinheit (3) ausgebildeten Taschen (20) zum Komprimieren des Kältemittels darin, einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und einen Kurbelbereich (6) aufweist, wobei die Antriebswelle (5) für eine Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit (3) bezüglich der stationären Spiraleinheit (4) sorgt, einer Zwischenplatte (60), die zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und dem Gehäuse (1, 2) zur Aufteilung der Abgabekammer (24a, 24b) in eine erste Abgabekammer (24a) und eine zweite Abgabekammer (24b), die mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, sandwichartig angeordnet ist, einer Vielzahl von Bypaßöffnungen (17), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet sind, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl von Taschen (20) und der ersten Abgabekammer (24a) zu schaffen, wobei alle Bypaßöffnungen (17) mit der ersten Abgabekammer (24a) verbunden sind, eine Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der ersten stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der zentralen Tasche und der zweiten Abgabekammer (24b, 24) zu schaffen, ersten Rückschlagventilelementen (15), welche in der ersten Abgabekammer (24a) an Positionen angeordnet sind, die der Vielzahl von Bypaßöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) benachbart sind, um einen Rückfluß von Kältemittel nach der Kompression aus der Abgabekammer (24a, 24b) zu der Vielzahl von Taschen (20) zu verhindern, einem Verbindungsdurchtritt (26), der in der Zwischenplatte (60) zur Schaffung einer Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer (24a, 24b) der Abgabekammer (24a, 24b) ausgebildet ist, ein zweites Rückschlagventilelement (27), das in der zweiten Abgabekammer (24b, 24) an Positionen neben dem Verbindungsdurchtritt (26) angeordnet ist, um entgegen gesetztes Fließen des Kältemittels aus der zweiten Abgabekammer (24b, 24) zu der ersten Abgabekammer (24a) zu verhindern, einem Fluidkanal (32), der eine Fluidverbindung zwischen der ersten Abgabekammer (24a) und der Saugkammer (22) schafft und einer Fluiddurchtrittssteuerung (33), die in dem ersten Fluidkanal (32) zum Regeln des Durchtritts von Kältemittel durch den Fluidkanal (32) ausgebildet ist.
Kältemittel-Spiralkompressor mit: einem Gehäuse (1, 2), das mit einem Ansauganschluß (21) zur Einführung eines zu komprimierenden Kältemittels in das Gehäuse (1, 2) und mit einem Abgabeanschluß (23) zur Abgabe des Kältemittels nach der Komprimierung ausgestattet ist, einer Ansaugkammer (22), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet und mit dem Ansauganschluß (21) fluidtechnisch verbunden ist, einer Abgabekammer (24), die im Gehäuse (1, 2) ausgebildet ist, einer stationären Spiraleinheit (4), die mit einer Stirnplatte (4a) und einem Spiralteil (4b), das an der Stirnplatte (4a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer orbitierenden Spiraleinheit (3), die so angeordnet ist, daß sie exzentrisch mit der stationären Spiraleinheit (4) im Eingriff steht, und die mit einer Stirnplatte (3a) und einem Spiralteil (3b), das an der Stirnplatte (3a) ausgebildet ist, ausgestattet ist, einer Vielzahl von zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und der orbitierenden Spiraleinheit (3) ausgebildeten Taschen (20) zum Komprimieren des Kältemittels darin, einer Antriebswelle (5), die mittels des Gehäuses (1, 2) drehbar gelagert ist und einen Kurbelbereich (6) aufweist, wobei die Antriebswelle (5) für eine Orbitalbewegung der orbitierenden Spiraleinheit (3) bezüglich der stationären Spiraleinheit (4) sorgt, einer Zwischenplatte (60), die zwischen der stationären Spiraleinheit (4) und dem Gehäuse (1, 2) zur Aufteilung der Abgabekammer (24) in eine erste Abgabekammer (101a), eine zweite Abgabekammer (101b) und eine dritte Abgabekammer (101c), die mit dem Abgabeanschluß (23) fluidtechnisch verbunden ist, sandwichartig angeordnet ist, eine Vielzahl von Bypaßöffnungen (17), die in der Stirnplatte (4a) der ersten stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der Vielzahl von Taschen (20) und der ersten, sowie der zweiten Abgabekammer (101a, 101b) zu schaffen, eine Abgabeöffnung (19), die in der Stirnplatte (4a) der stationären Spiraleinheit (4) ausgebildet ist, um eine Fluidverbindung zwischen der zentralen Tasche und der dritten Abgabekammer (101c) zu schaffen, ersten Rückschlagventilelementen, welche in der ersten, zweiten und dritten Abgabekammer (101a, 101b, 101c) in Positionen angeordnet sind, die der Vielzahl von Bypaßöffnungen (17) und der Abgabeöffnung (19) benachbart sind, um ein Rückfließen des Kältemittels nach der Kompression aus der Abgabekammer zu der Vielzahl von. Taschen (20) zu verhindern, einem ersten Verbindungsdurchtritt, der in der Zwischenplatte (60) zur Schaffung einer Fluidverbindung zwischen der ersten und der zweiten Abgabekammer (101a, 101b) der Abgabekammer ausgebildet ist, und einem zweiten Verbindungsdurchtritt, der in der Zwischenplatte (60) zur Schaffung einer Fluidverbindung zwischen der zweiten und der dritten Abgabekammer (101b, 101c) der Abgabekammer ausgebildet ist, einem zweiten Rückschlagventilelement, das in der zweiten Abgabekammer bei Positionen benachbart zu dem ersten Verbindungsdurchtritt angeordnet ist, um umgekehrtes Fließen des Kältemittels aus der zweiten Abgabekammer (101b) zu der ersten Abgabekammer (101a) zu verhindern, und einem dritten Rückschlagventilelement, das in der zweiten Abgabekammer bei Positionen benachbart zu dem zweiten Verbindungsdurchtritt angeordnet ist, um umgekehrtes Fließen des Kältemittels aus der dritten Abgabekammer (101c) zu der zweiten Abgabekammer (101b) zu verhindern, einem Fluidkanal, der eine Fluidverbindung zwischen der ersten Abgabekammer (101a) und/oder der zweiten Abgabekammer (101b) mit der Saugkammer (22) schafft, und einer Fluiddurchtrittssteuereinrichtung, die in dem Fluidkanal zum Regeln des Durchtritts des Kältemittels durch den Fluidkanal angeordnet ist.
Spiralkompressor nach einem der Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluiddurchtrittssteuereinrichtung ein zwischen Öffnungsstellung und Schließstellung des Fluidkanals (32) bewegbares Schieberelement (71) und ein Steuerventil (100) zur Bewegung des Schieberelements (71) in Reaktion auf eine Änderung des Ansaugdrucks des Kältemittels in der Ansaugkammer (24) umfasst.