DE19620480A1 - Spiralverdichter - Google Patents
SpiralverdichterInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter, umfassend ein
Verdichtergehäuse, einen in dem Verdichtergehäuse angeord
neten ersten Spiralkörper mit einer ersten Spirale, einen in
dem Verdichtergehäuse angeordneten zweiten Spiralkörper mit
einer zweiten Spirale, welche in die erste Spirale unter Aus
bildung von mindestens einem Verdichtungsraum eingreift,
einen Antrieb, durch welchen einer der Spiralkörper relativ
zum anderen orbitierend bewegbar ist, und eine eine Druck
kammer zur Krafterzeugung aufweisende Axialverstelleinrich
tung, mit welcher die in axialer Richtung relativ zueinander
bewegbaren Spiralkörper so beaufschlagbar sind, daß Stirn
seiten der ineinandergreifenden Spiralen an Bodenflächen der
jeweils anderen Spiralkörper unter Abdichtung des mindestens
einen Verdichtungsraums anliegen.
Derartige Spiralverdichter sind beispielsweise aus der
EP-A-0 421 910 bekannt. Da diese Spiralverdichter bei unter
schiedlichen Druckverhältnissen eingesetzt werden, muß die
Axialverstelleinrichtung so dimensioniert sein, daß sich die
von der Axialverstelleinrichtung aufgebrachte Kraft nie gegen
die Kraft, die durch die Verdichtung in dem Verdichtungsraum
erfolgt, aufhebt, sondern stets größer ist. Dies hat zur
Folge, daß stets eine endliche Reibung zwischen den Stirn
seiten der ineinandergreifenden Spiralen und den Bodenflächen
der jeweils anderen Spiralkörper auftritt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spiral
verdichter der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß
die Reibung zwischen den Stirnseiten und den Bodenflächen des
jeweils anderen Spiralkörpers möglichst gering ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Spiralverdichter der eingangs
beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Druckkammer der Axialverstelleinrichtung über einen Kanal mit
einer in der Stirnseite einer der Spiralen liegenden Einlaß
öffnung verbunden ist, daß die Einlaßöffnung so angeordnet
ist, daß ein in die Einlaßöffnung eintretender Volumenstrom
des zu verdichtenden Mediums von einem durch einen Abstand
zwischen der Bodenfläche und der Stirnseite der Spirale defi
nierten Dichtspalt abhängig ist und daß aus der Druckkammer
das in dieser wirksame unter Druck stehende Medium mit einem
bestimmten Leckvolumenstrom austritt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen,
daß mit dieser Lösung erstmals die Möglichkeit besteht, unab
hängig vom Verdichtungsverhältnis des Spiralverdichters die
Stirnseiten der Spirale nicht mit einer übergroßen Kraft
gegen die Bodenflächen der jeweils anderen Spiralen anzu
legen, sondern die Kraft abhängig von dem im Spiralverdichter
auftretenden Druck so zu dosieren, daß sie stets größer ist
als die durch die Verdichtung in dem mindestens einen Ver
dichtungsraum auftretende Kraft, jedoch diese nicht wesent
lich überschreiten muß.
Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß die von der
Axialverstelleinrichtung aufgebrachte Kraft direkt durch die
Größe gesteuert ist, zu deren Einstellung die Axialverstell
einrichtung dient, so daß die von der Axialverstelleinrich
tung aufgebrachte Kraft eine unmittelbare Reaktion auf die
Veränderung des Dichtspalts darstellt, der wiederum durch die
Axialverstelleinrichtung möglichst klein gehalten werden
soll.
Der erfindungsgemäße Spiralverdichter kann prinzipiell so be
trieben werden, daß ausgehend von an den Bodenflächen an
liegenden Stirnseiten zunächst der durch den Kanal in die
Druckkammer eintretende Volumenstrom nahezu Null ist, wodurch
aufgrund des Leckvolumenstroms ein Absacken des Drucks in der
Druckkammer erfolgt, so lange, bis die Stirnseiten von den
Bodenflächen abheben und sich ein nennenswerter Dichtspalt
einstellt, der dann wiederum dafür sorgt, daß sich aufgrund
des in die Einlaßöffnung eintretenden Mediums der Druck in
der Druckkammer erhöht und somit die Axialverstelleinrichtung
wiederum die Stirnseiten an den Bodenflächen anlegt.
D. h., daß bei dieser Betriebsweise im wesentlichen ein mehr
oder weniger starkes Oszillieren des Dichtspaltes eintritt.
Noch vorteilhafter ist es jedoch, wenn die Stirnseite im Be
reich der Einlaßöffnung so ausgebildet ist, daß bei optimalem
Dichtspalt der durch die Einlaßöffnung eintretende Volumen
strom ungefähr dem Leckvolumenstrom entspricht, so daß sich
näherungsweise ungefähr ein Gleichgewichtszustand hinsicht
lich der Volumenströme einstellt, wodurch wiederum ebenfalls
ungefähr ein Gleichgewichtszustand hinsichtlich des Drucks in
der Druckkammer erreicht wird, so daß zur Aufrechterhaltung
des optimalen Dichtspalts kein ständiges Oszillieren dessel
ben erforderlich ist. Beispielsweise ist eine derartige Aus
bildung der Stirnseiten im Bereich der Einlaßöffnung dadurch
möglich, daß das in die Einlaßöffnung einströmende zu ver
dichtende Medium eine dem erforderlichen Volumenstrom ange
paßte Passage durchströmt, wozu beispielsweise die Stirnseite
im Bereich der Einlaßöffnung einen geringfügig größeren Ab
stand von der Bodenfläche des jeweils anderen Spiralkörpers
aufweist als die übrigen Bereiche der Stirnseite dieser
Spirale, oder dadurch, daß die von dem in die Einlaßöffnung
einströmenden Medium zu passierende Distanz auf der Stirn
seite entsprechend dem gewünschten Volumenstrom dimensioniert
ist.
Die Einlaßöffnung kann prinzipiell in einem Bereich der
Stirnseite der Spirale angeordnet sein, welcher an gegenüber
dem Einlaßdruck in dem mindestens einen Verdichtungsraum ver
dichtetes Medium angrenzt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einlaßöffnung in einem
Bereich der Stirnseite angeordnet ist, welcher an Verdich
tungsräume angrenzt, in denen das zu verdichtende Medium auf
einen mindestens der halben Druckdifferenz entsprechenden
Druck verdichtet ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einlaßöffnung in dem
Bereich der Spirale liegt, welcher einen unmittelbar vor der
Auslaßöffnung liegenden Verdichtungsraum begrenzt.
Damit ist sichergestellt, daß das in die Einlaßöffnung ein
tretende Medium unter einem Druck steht, welcher nahe beim
Enddruck liegt oder sogar diesem entspricht.
Eine besonders zweckmäßige Lösung, welche insbesondere aus
konstruktiven Gründen günstig ist, sieht vor, daß die Einlaß
öffnung in einem verdickten inneren Endbereich der Spirale
liegt. Damit kann in einfacher Weise die Einlaßöffnung groß
genug dimensioniert werden, ohne die noch verbleibende Wand
stärke der Spirale zu stark zu schwächen.
Besonders vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn der von der Ein
laßöffnung zur Druckkammer führende Kanal in dem verdickten
inneren Endbereich der Spirale liegt.
Der Leckvolumenstrom könnte prinzipiell dadurch definiert
werden, daß die Druckkammer selbst einen durch die konstruk
tive Realisierung derselben bedingten Leckvolumenstrom auf
weist.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn in die Druckkammer
ein den Leckvolumenstrom definierender Leckagekanal mündet,
da in diesem Fall durch den Leckagekanal der Leckvolumenstrom
genau definierbar ist, während bei einem lediglich durch die
konstruktive Realisierung der Druckkammer bedingten Leckvo
lumenstrom die Fertigungstoleranzen einen erheblichen Einfluß
auf diesen Leckvolumenstrom hätten und somit andererseits der
durch den Kanal in die Druckkammer strömende Volumenstrom
schwer an den Leckvolumenstrom anpaßbar wäre.
Der Leckagekanal kann prinzipiell beliebig gelegt sein. Es
ist beispielsweise möglich, den Leckagekanal wieder in einen
Verdichtungsraum münden zu lassen, beispielsweise in einen
Verdichtungsraum bei ungefähr Mitteldruck oder einen Verdich
tungsraum, dessen Druck etwas über einem Einlaßdruck liegt.
Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, daß der
Leckagekanal zum Einlaß für das zu verdichtende Medium, d. h.
zu verdichtendem Medium auf dem Druck auf der Einlaßseite der
Spiralkörper, führt, in welcher das zu verdichtende Medium
diesen zuströmt.
Hinsichtlich der Ausbildung der Axialverstelleinrichtung
selbst wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung
der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben
gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der
Axialverstelleinrichtung vor, daß diese ein sich an dem Ver
dichtergehäuse abstützendes Druckteil umfaßt. Mit einem der
artigen, an dem Verdichtergehäuse abgestützten Druckteil ist
es in einfacher Weise möglich, die axiale Kraft mittels der
Druckkammer zu erzeugen, um die Stirnseiten der Spiralen in
Richtung der Bodenflächen der jeweils anderen Spiralkörper zu
beaufschlagen.
Die Axialverstelleinrichtung ist weiterhin vorteilhafterweise
so ausgebildet, daß sie ein relativ zum Druckteil bewegbares
Kolbenteil aufweist und daß das Druckteil und das Kolbenteil
die Druckkammer zwischen sich einschließen. Eine derartige
Lösung stellt eine konstruktiv besonders einfache und damit
auch kostengünstig herzustellende Lösung dar.
Das Kolbenteil kann in unterschiedlichster Art und Weise
relativ zum Druckteil beweglich sein. So sieht ein vorteil
haftes Ausführungsbeispiel vor, daß an dem Druckteil das
Kolbenteil in der Axialverstelleinrichtung beweglich in einer
Aufnahme gelagert ist. Damit ist eine Führung des Kolbenteils
relativ zum Druckteil möglich.
Besonders günstig ist es, wenn das Druckteil als Aufnahme
eine Kolbenkammer aufweist, in welche das Kolbenteil ein
greift, so daß die Aufnahme nicht nur die Führung des Kolben
teils in axialer Richtung bewirkt, sondern gleichzeitig zur
Bildung der Druckkammer zwischen Kolbenteil und Druckteil
dient.
Das Kolbenteil kann prinzipiell als von dem jeweiligen
Spiralkörper separates Teil ausgebildet sein. Fertigungs
technisch besonders einfach ist es jedoch, wenn das Kolben
teil einstückig an den axial beweglichen Spiralkörper ange
formt ist.
Vorzugsweise ist dabei das Kolbenteil auf einer der Spirale
gegenüberliegenden Seite an den Spiralkörper unmittelbar an
geformt.
Eine besonders vorteilhafte alternative Lösung sieht vor, daß
die Axialverstelleinrichtung ein Bodenteil eines Spiral
körpers und ein dieses auf einer der Spirale abgewandten
Seite übergreifendes Gehäuseteil umfaßt, welche die Druck
kammer umschließen. D.h., daß bei diesem Ausführungsbeispiel
das Bodenteil des Spiralkörpers und ein dieses rückseitig
umgebendes Gehäuseteil die Axialverstelleinrichtung bilden,
welche die Druckkammer einschließen.
Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht vor, daß das Gehäuse
teil ein Gehäusedeckel ist und daß die Druckkammer um einen
Auslaßkanal herum verläuft, welcher von dem axial beweglichen
Spiralkörper zum Gehäusedeckel und durch diesen hindurch
führt.
Vorzugsweise ist dabei der Auslaßkanal in einer axial beweg
lichen Auslaßleitung, vorzugsweise einer teleskopähnlichen,
in Axialrichtung beweglichen Auslaßleitung geführt.
Prinzipiell wäre es denkbar, daß beide Spiralkörper in
axialer Richtung beweglich und beaufschlagt sind. Eine
konstruktiv besonders einfache und vorteilhafte Lösung sieht
jedoch vor, daß einer der Spiralkörper axial unbeweglich zum
Verdichtergehäuse gehalten ist und daß der andere Spiralkör
per in axialer Richtung verschieblich ist.
Dabei könnte der axial unbeweglich am Verdichtergehäuse
gehaltene Spiralkörper derjenige sein, welcher orbitierend
angetrieben ist.
Eine zweckmäßige Lösung sieht vor, daß der axial verschieb
liche Spiralkörper der orbitierend angetriebene Spiralkörper
ist, da in diesem Fall der eine axial unbewegliche Spiral
körper fest am Verdichtergehäuse fixiert werden kann, während
der ohnehin beweglich anzuordnende axial verschiebliche
Spiralkörper gleichzeitig auch noch orbitierend angetrieben
ist.
In diesem Fall ist es besonders günstig, wenn die Axialver
stelleinrichtung zwischen dem vom Antrieb angetriebenen
Exzenter und dem orbitierenden Spiralkörper liegt.
Hinsichtlich der Abstützung des Druckteils ist in diesem Fall
vorzugsweise vorgesehen, daß das Druckteil sich über in einer
zur axialen Richtung senkrechten Ebene liegende Gleitflächen
am Verdichtergehäuse abstützt.
Alternativ zu der Lösung, bei welcher der axial verschieb
liche Spiralkörper auch gleichzeitig der orbitierend beweg
bare Spiralkörper ist, sieht eine andere erfindungsgemäße
vorteilhafte Lösung vor, daß der axial verschiebliche Spiral
körper der nichtorbitierende Spiralkörper ist. In diesem Fall
ist somit die Möglichkeit geschaffen, die orbitierende Bewe
gung von der axial verschieblichen Bewegung zu trennen und
somit die Gelegenheit gegeben, den axial verschieblichen
Spiralkörper in vorteilhafter Weise präzise, jedoch axial
verschieblich am Verdichtergehäuse zu lagern, während der
orbitierende Spiralkörper lediglich die orbitierende Bewegung
in einer zur axialen Richtung senkrechten Ebene, jedoch
keinerlei axiale Bewegung, durchführen muß.
In diesem Falle ist vorzugsweise vorgesehen, daß der orbi
tierende Spiralkörper selbst sich über in einer zur axialen
Richtung senkrechten Ebene liegende Gleitflächen am Verdich
tergehäuse abstützt und damit eine in axialer Richtung defi
nierte Führung am Gehäuse erfährt.
Besonders zweckmäßig ist es bei dieser Lösung ebenfalls, wenn
der orbitierende Spiralkörper selbst unmittelbar eine Auf
nahme für den Exzenter aufweist.
Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung
sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der
zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen teilweisen Längsschnitt durch ein
erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungs
gemäßen Spiralverdichters längs Linie 1-1 in
Fig. 2;
Fig. 2 einen Schnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt der Einzelheit
Z in Fig. 1 bei Ausbildung eines Dichtspalts
zwischen der Stirnseite der Spirale und der
Bodenfläche des jeweils anderen Spiral
körpers;
Fig. 4 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 1 durch ein
zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungs
gemäßen Spiralverdichters;
Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch das zweite
Ausführungsbeispiel.
Ein in Fig. 1 dargestelltes Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Spiralverdichters umfaßt ein Verdichtergehäuse
10, in welchem ein erster Spiralkörper 12 und ein zweiter
Spiralkörper 14 angeordnet sind. Jeder der Spiralkörper 12
und 14 umfaßt ein Bodenteil 16 bzw. 18, von dessen Boden
fläche 20 bzw. 22 sich jeweils Spiralen 24, 26, genauer
gesagt längs einer Kreisevolvente verlaufende Wände, erheben,
wobei die Spiralen 24, 26 einstückig mit dem entsprechenden
Bodenteil 16 bzw. 18 verbunden sind. Die beiden Spiralkörper
12 und 14 sind mit ihren Spiralen 24 bzw. 26 einander zuge
wandt angeordnet, so daß die Spiralen 24, 26 ineinander
greifen und eine Stirnseite 28 oder 30 der einen Spirale 24
oder 26 an der Bodenfläche 20 bzw. 22 des jeweils anderen
Spiralkörpers 14 bzw. 12 zur Abdichtung von in Fig. 2 dar
gestellten Verdichtungsräumen 32, 34, 36, 38, 40 beitragen,
die sich zwischen den Spiralen 24 und 26 bei einer orbitie
renden Bewegung relativ zueinander bilden, wobei die Zahl der
sich bildenden Verdichtungsräume 32 bis 40 von der Länge der
einzelnen Spiralen 24, 26 abhängt.
Äußere Bereiche 25a, 27a der Spiralen bilden die Verdich
tungsräume 32, 34 mit geringer Verdichtung des zu verdich
tenden Mediums auf einen Druck oberhalb eines Einlaßdrucks,
während mittlere Bereiche 25b, 27b die Verdichtungsräume 36,
38 begrenzen.
Beispielsweise ist das zu verdichtende Medium in den Verdich
tungsräumen 36 und 38 bereits auf einen Mitteldruck ver
dichtet, welcher im Bereich der Hälfte der Druckdifferenz
zwischen Einlaßdruck und Enddruck liegt. Im Verdichtungsraum
40 liegt im wesentlichen Enddruck vor, und dieser wird unter
anderem durch die verdickten inneren Endbereiche 25c, 27c der
Spiralen 24, 26 begrenzt.
Von den Spiralkörpern 12 und 14 ist der Spiralkörper 12 starr
mit dem Verdichtergehäuse 10 verbunden, während der Spiral
körper 14 in axialer Richtung, und zwar parallel zu einer
Achse 42 einer Antriebswelle 44 eines zeichnerisch nicht dar
gestellten Antriebs, beweglich angeordnet ist.
Außerdem ist der Spiralkörper 14 über die Antriebswelle 44
orbitierend antreibbar. Hierzu ist die Antriebswelle 44 mit
einem Exzenter 46 versehen, der seinerseits in eine Lager
büchse 48 eingreift, die ihrerseits drehbar in einer Aufnahme
50 eines als Ganzes mit 52 bezeichneten Druckteils gelagert
ist. Das Druckteil 52 bildet eine mit zu einer Exzenterachse
54 kreiszylindrischen Wandflächen 56 versehene und dem
Spiralkörper 14 zugewandte Vertiefung 58, in welche ein
Kolbenteil 60 eingreift, das seinerseits mit zylindrischen
Außenflächen 62 an den Wandflächen 56 der Vertiefung 58
geführt ist und vorzugsweise zur Abdichtung noch einen Dicht
ring 64 aufweist. Ferner weist das Kolbenteil 60 eine dem
Druckteil 52 zugewandte Vertiefung 66 auf, so daß sich
zwischen diesen Vertiefungen 58 und 66 eine Druckkammer 68
bildet.
Ist in dieser Druckkammer 68 ein unter Druck stehendes Medium
vorhanden, so führt dies dazu, daß sich das Kolbenteil 60 von
dem Druckteil 52 weg in Richtung des fest im Verdichter
gehäuse 10 angeordneten Spiralkörpers 12 bewegt.
Vorzugsweise ist das Kolbenteil 60 einstückig an den zweiten
Spiralkörper 14 angeformt. Damit führt eine Bewegung des
Kolbenteils 60 in Richtung des ersten Spiralkörpers 12
gleichzeitig zu einer Bewegung des zweiten Spiralkörpers 14
in Richtung des Spiralkörpers 12, wodurch die Stirnseiten 28,
30 an die Bodenflächen 22 bzw. 24 der Spiralkörper 14 bzw. 12
zur Anlage gebracht werden.
Damit sich das Druckteil 52 nicht an dem Exzenter 54 und
somit der Antriebswelle 44 abstützt, weist das Druckteil 52
auf seiner der Vertiefung 58 abgewandten Seite Gleitflächen
70 auf, welche sich in einer senkrecht zur Achse 42 ver
laufenden Ebene 72 erstrecken. Diese Gleitflächen 70 liegen
ihrerseits wiederum auf Gleitflächen 74 eines fest mit dem
Verdichtergehäuse 10 verbundenen Lagerkörpers 76 auf, wobei
die Gleitflächen 74 des Lagerkörpers 76 sich ebenfalls
parallel zur Ebene 72 erstrecken.
Durch die sich auf den Gleitflächen 74 des Lagerkörpers 76
abstützenden Gleitflächen 70 ist das gesamte Druckteil 52 in
Richtung von dem ersten Spiralkörper 12 weg ebenfalls am Ver
dichtergehäuse 10 abgestützt, so daß keine axialen Kräfte auf
die Antriebswelle 44 wirken.
Vorzugsweise sind das Druckteil 52 und der zweite Spiral
körper 14 gemeinsam um die Achse 42 im wesentlichen zuein
ander unverdrehbar über eine Oldham-Kupplung 80 im Ver
dichtergehäuse 10 so geführt, daß sie in der Lage sind, die
für die Funktion des erfindungsgemäßen Spiralkompressors
erforderliche orbitierende Bewegung auszuführen, welche dazu
dient, daß die Verdichtungsräume 32 bis 40 mit zunehmender
Volumenverkleinerung zur Mitte der Spiralen 24, 26 wandern,
so daß letztlich das zu verdichtende Medium aus einer Auslaß
öffnung 82 unter dem gewünschten Druck austritt.
Ein Einlaß für das zu verdichtende Medium erfolgt durch einen
die Spiralen 24, 26 umgebenden Einlaßbereich 84, in welchen
beispielsweise über einen den Antrieb umgebenden Innenraum 86
das zu verdichtende Medium zuströmt.
Zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer 68 ist an einem
inneren Ende 90 der Spirale 26 ein Kanal 92 vorgesehen,
welcher von der Druckkammer 68 zu einer in der Stirnseite 30
im Bereich nahe des inneren Endes 90 vorgesehenen Einlaß
öffnung 94 geführt (Fig. 1 und 3). Ferner zweigt von der
Druckkammer 68 ein Leckagekanal 96 ab, welcher beispielsweise
in dem zweiten Spiralkörper 14, insbesondere in dem Bodenteil
18 desselben, verläuft und zu einer an den Innenraum 86 an
grenzenden Außenfläche 98 geführt ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt, funktioniert die Beaufschlagung
des zweiten Spiralkörpers 14 in axialer Richtung 42 derart,
daß über die Einlaßöffnung 94 und den Kanal 92 dann unter
Druck stehendes zu verdichtendes Medium aus dem Verdichtungs
raum 40 dann in die Druckkammer 68 einströmen kann, sofern
zwischen der Bodenfläche 20 und der Stirnseite 30 im Bereich
des inneren Endes 90 ein Spalt S sich dadurch bildet, daß die
auf den zweiten Spiralkörper 14 wirkenden Kräfte aufgrund des
sich in den Verdichtungsräumen 32 bis 40 aufbauenden Drucks
dazu führen, daß sich der zweite Spiralkörper 14 vom ersten
Spiralkörper 12 wegbewegt. Damit kann aus dem Verdichtungs
raum 40, welcher unmittelbar nahe der Auslaßöffnung 82 liegt,
das unter dem höchsten Druck stehende zu verdichtende Medium
durch den Spalt S in die Einlaßöffnung 94 einströmen und wird
dann von dem Kanal 92 zur Druckkammer 68 geführt, in welcher
sich dann ein Druck aufbaut. Der sich in der Druckkammer 68
aufbauende Druck hängt ab von dem Volumenstrom des zu ver
dichtenden Mediums, welches aufgrund des Spalts S und der
Einlaßöffnung 90 durch den Kanal 62 in die Druckkammer 68
einströmt, und dem Volumenstrom, welcher über den Leckage
kanal 96 in den auf Einlaßdruck des erfindungsgemäßen Spiral
verdichters liegenden Innenraum 86 abströmt.
Wird beispielsweise die von den Verdichtungsräumen 32 bis 40
auf den zweiten Spiralkörper 14 wirkende Gesamtkraft kleiner
als die durch die Druckkammer 68 erzeugte und auf das Kolben
teil 60 wirkende Kraft, so legt sich die Stirnseite 30 im
Bereich des inneren Endes 90 des Spiralelements 26 an die
Bodenfläche 20 des Spiralkörpers 12 an, wodurch der Spalt S
im wesentlichen gegen Null geht. Damit wird auch der durch
den Kanal 92 in die Druckkammer 68 einströmende Volumenstrom
im wesentlichen Null, so daß sich aufgrund des durch den
Leckagekanal 96 fließenden Volumenstroms des zu verdichtenden
Mediums der Druck in der Druckkammer 68 abbaut, so lange, bis
die durch die Druckkammer 68 auf das Kolbenteil 60 wirkende
Kraft kleiner ist als die durch die Verdichtungsräume 32 bis
40 auf den zweiten Spiralkörper 14 wirkende Kraft, so daß
dies wiederum zu dem in Fig. 3 dargestellten Abheben der
Stirnseite 30 von der Bodenfläche 20 und somit Bilden eines
Spalts S führt, durch welchen wiederum das zu verdichtende
Medium in die Einlaßöffnung 94 und somit über den Kanal 92 in
die Druckkammer 68 einströmen und wiederum einen höheren
Druck aufbauen kann.
Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist somit die auf das
Kolbenteil 60 wirkende Kraft durch die Größe des Spalts S
zwischen der Stirnseite 30 und der Bodenfläche 20 und somit
durch das Abheben der Stirnseiten 28 und 30 von den Boden
flächen 22 bzw. 20 bestimmt. Im Gleichgewichtszustand wird
ein Volumenstrom von zu verdichtendem Medium durch den Kanal
92 strömen, welcher ungefähr gleich dem Volumenstrom durch
den Leckagekanal 96 ist. Durch Dimensionierung der in axialer
Richtung wirksamen Querschnittsfläche des Druckraums 68 ist
es daher möglich, für diesen Gleichgewichtszustand einen
optimal kleinen Spalt S zwischen den Stirnseiten 28, 30 und
den Bodenflächen 22 bzw. 20 zu erhalten.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Lösung, dargestellt in Fig. 4, sind diejenigen Teile, die mit
dem des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, mit den
selben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich der Be
schreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zum
ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist bei diesem
der Spiralkörper 12′ in dem Verdichtergehäuse 10 nicht fest
angeordnet, sondern in Richtung der Achse 42 verschieblich an
einer inneren Wandfläche 110 desselben unter gleichzeitiger
Ausbildung einer Druckabdichtung gelagert. Ferner weist der
Spiralkörper 12′ auf seiner der Spirale 24 abgewandten Seite
einen zylindrischen Ansatz 112 auf, welcher in einem zylin
drischen Ansatz 114 dichtend eingeführt ist, wobei die zylin
drischen Ansätze 112, 114 einen Auslaßkanal 116 umschließen.
Auf der der Spirale 24 abgewandten Seite des Bodenteils 16
bildet sich somit eine von einem Gehäusedeckel 118 über
griffene Druckkammer 68′, welche durch ein unter Druck
stehendes Medium beaufschlagbar ist, um den Spiralkörper 12′
in Richtung des Spiralkörpers 14′ zu beaufschlagen.
Zur Druckbeaufschlagung der Druckkammer 68′ ist in diesem
Fall in einem inneren Ende 90′ der Spirale 24 der Kanal 92
vorgesehen, welcher von einer Einlaßöffnung 94 in der Stirn
seite 28 der Spirale 26 durch das Bodenteil 16 zu einem Quer
kanal 120 führt, welcher seinerseits in die Druckkammer 68′
einmündet.
Darüber hinaus ist der Leckagekanal 96 so angeordnet, daß er
die Druckkammer 68′ mit dem Einlaßbereich 84 verbindet, wobei
der Leckagekanal 96 im einfachsten Fall das Bodenteil 16 in
seinem den Einlaßbereich übergreifenden abgrenzenden Bereich
durchsetzt.
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist der Spiral
körper 14′ seinerseits unmittelbar mit der Aufnahme 50 für
die Lagerbüchse 48 des Exzenters 46 versehen und der Spiral
körper 14′ weist auf seiner der Spirale 26 abgewandten Seite
des Bodenteils 18 selbst die Gleitflächen 70′ auf, welche
sich in der Ebene 72 senkrecht zur Achse 42 erstrecken und
auf den Gleitflächen 74 des Lagerkörpers 76 aufliegen.
Damit ist der Spiralkörper 14′ in Richtung der Achse 42 un
verschieblich am Verdichtergehäuse 10 gelagert, jedoch auf
grund des Antriebs durch den Exzenter 46 und der Führung mit
tels der Oldhamkupplung 80 orbitierend bewegbar, während der
gegenüberliegende, nichtorbitierend bewegbare Spiralkörper
12′ in Richtung der Achse 42 beweglich am Verdichtergehäuse
10 gehalten ist, wobei eine Kraftbeaufschlagung durch das
einen Druck in der Druckkammer 68′ erzeugende zu verdichtende
Medium in gleicher Weise durch die Einlaßöffnung 94 sowie den
Kanal 92 und den Leckagekanal 96, in gleicher Weise wie beim
ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, erfolgt.
Im übrigen ist das zweite Ausführungsbeispiel in gleicher
Weise ausgebildet wie das erste Ausführungsbeispiel, so daß
hinsichtlich der Beschreibung der übrigen Teile vollinhalt
lich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel ver
wiesen werden kann.
Claims (20)
1. Spiralverdichter, umfassend ein Verdichtergehäuse, einen
in dem Verdichtergehäuse angeordneten ersten Spiralkör
per mit einer ersten Spirale, einen in dem Verdichter
gehäuse angeordneten zweiten Spiralkörper mit einer
zweiten Spirale, welche in die erste Spirale unter Aus
bildung von mindestens einem Verdichtungsraum eingreift,
einen Antrieb, durch welchen einer der Spiralkörper
relativ zum anderen orbitierend bewegbar ist, und eine
eine Druckkammer zur Krafterzeugung aufweisende Axial
verstelleinrichtung, mittels welcher die in axialer
Richtung relativ zueinander bewegbaren Spiralkörper so
beaufschlagbar sind, daß Stirnseiten der ineinander
greifenden Spiralen an Bodenflächen der jeweils anderen
Spiralkörper unter Abdichtung des mindestens einen Ver
dichtungsraums anliegen,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckkammer (68) der Axialverstelleinrichtung
(52, 60; 16, 118) über einen Kanal (92) mit einer in der
Stirnseite (30; 28) einer der Spiralen (26; 24) liegen
den Einlaßöffnung (94) verbunden ist, daß die Einlaß
öffnung (94) so angeordnet ist, daß ein in die Einlaß
öffnung (94) eintretender Volumenstrom des zu verdich
tenden Mediums von einem durch einen Abstand zwischen
der Bodenfläche (20; 22) und der Stirnseite (30; 28) der
Spirale (26; 24) definierten Dichtspalt (S) abhängig
ist, und daß aus der Druckkammer (68) das in dieser
wirksame unter Druck stehende Medium mit einem be
stimmten Leckvolumenstrom entweicht.
2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Stirnseite (30; 28) im Bereich der Einlaß
öffnung (94) so ausgebildet ist, daß bei optimalem
Dichtspalt (S) der durch die Einlaßöffnung (94) ein
tretende Volumenstrom ungefähr dem Leckvolumenstrom ent
spricht.
3. Spiralverdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einlaßöffnung (94) in einem Bereich
(27c; 25c) der Spirale (26; 24) angeordnet ist, welcher
an Verdichtungsräume (40) angrenzt, in denen das zu ver
dichtende Medium auf einen mindestens der halben Druck
differenz entsprechenden Mitteldruck verdichtet ist.
4. Spiralverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Einlaßöffnung (94) in dem Bereich (27c;
25c) der Spirale (26; 24) liegt, welcher einen unmittel
bar vor der Auslaßöffnung (82) liegenden Verdichtungs
raum (40) begrenzt.
5. Spiralverdichter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einlaßöffnung (94) in einem verdickten
inneren Endbereich (27c; 25c) der Spirale (26; 24)
liegt.
6. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 3 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß der Kanal (92) in dem ver
dickten inneren Endbereich (27c; 25c) der Spirale (26;
24) liegt.
7. Spiralverdichter nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckkammer
(68) ein den Leckvolumenstrom definierender Leckagekanal
(96) mündet.
8. Spiralverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß der Leckagekanal (96) zum Einlaßbereich (84)
für das zu verdichtende Medium führt.
9. Spiralverdichter nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialver
stelleinrichtung (52, 60) ein sich an dem Verdichter
gehäuse (10) abstützendes Druckteil (52) aufweist.
10. Spiralverdichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Axialverstelleinrichtung (52, 60) ein rela
tiv zum Druckteil (52) bewegbares Kolbenteil (60) auf
weist und daß das Druckteil (52) und das Kolbenteil (60)
die Druckkammer (68) zwischen sich einschließen.
11. Spiralverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß an dem Druckteil (52) das Kolbenteil (60) in
der axialen Richtung (42) beweglich in einer Aufnahme
(58) gelagert ist.
12. Spiralverdichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß das Druckteil (52) als Aufnahme (58) eine
Kolbenkammer aufweist, in welche das Kolbenteil (60)
eingreift.
13. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß das Kolbenteil (60) einstückig
an den axial beweglichen Spiralkörper (14) angeformt
ist.
14. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß die Axialverstelleinrichtung
ein Bodenteil (16) eines Spiralkörpers (12′) und ein
dieses auf einer der Spirale (24) abgewandten Seite
übergreifendes Gehäuseteil (118) umfaßt, welche die
Druckkammer (68′) umschließen.
15. Spiralverdichter nach einem der voranstehenden An
sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Spiral
körper (12; 14′) axial unbeweglich am Verdichtergehäuse
(10) gehalten ist und daß der andere Spiralkörper
(14; 12′) in axialer Richtung (42) verschieblich ist.
16. Spiralverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich
net, daß der axial verschiebliche Spiralkörper (14) der
orbitierend angetriebene Spiralkörper ist.
17. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Axialverstelleinrichtung
(52, 60) zwischen dem vom Antrieb angetriebenen Exzenter
(46) und dem orbitierenden Spiralkörper (14) liegt.
18. Spiralverdichter nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Druckteil (52) sich über in einer
zur axialen Richtung (42) senkrechten Ebene (72)
liegende Gleitflächen (70) am Verdichtergehäuse (10) ab
stützt.
19. Spiralverdichter nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß der axial verschiebliche Spiralkörper (12′) der
nichtorbitierende Spiralkörper (12′) ist.
20. Spiralverdichter nach Anspruch 19, dadurch gekennzeich
net, daß der orbitierende Spiralkörper (14′) sich über
in einer zur axialen Richtung (42) senkrechten Ebene
(72) liegende Gleitflächen (70′) am Verdichtergehäuse
(10) abstützt.
Priority Applications (1)
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DE1996120480 DE19620480C2 (de) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Spiralverdichter |
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DE1996120480 DE19620480C2 (de) | 1996-05-21 | 1996-05-21 | Spiralverdichter |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1024289A3 (de) * | 1999-01-28 | 2000-09-06 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Spiralverdichter |
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4600369A (en) * | 1985-09-11 | 1986-07-15 | Sundstrand Corporation | Positive displacement scroll type apparatus with fluid pressure biasing the scroll |
US4877382A (en) * | 1986-08-22 | 1989-10-31 | Copeland Corporation | Scroll-type machine with axially compliant mounting |
US4968232A (en) * | 1988-04-22 | 1990-11-06 | Sanden Corporation | Axial sealing mechanism for a scroll type compressor |
EP0423056A1 (de) * | 1989-10-10 | 1991-04-17 | Carrier Corporation | Spiralverdichter mit Doppelkammer zum axialen Ausgleich |
-
1996
- 1996-05-21 DE DE1996120480 patent/DE19620480C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4600369A (en) * | 1985-09-11 | 1986-07-15 | Sundstrand Corporation | Positive displacement scroll type apparatus with fluid pressure biasing the scroll |
US4877382A (en) * | 1986-08-22 | 1989-10-31 | Copeland Corporation | Scroll-type machine with axially compliant mounting |
US4968232A (en) * | 1988-04-22 | 1990-11-06 | Sanden Corporation | Axial sealing mechanism for a scroll type compressor |
EP0423056A1 (de) * | 1989-10-10 | 1991-04-17 | Carrier Corporation | Spiralverdichter mit Doppelkammer zum axialen Ausgleich |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1024289A3 (de) * | 1999-01-28 | 2000-09-06 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Spiralverdichter |
US6318982B1 (en) | 1999-01-28 | 2001-11-20 | Kabushiki Kaisha Toyoda Jidoshokki Seisakusho | Scroll-type compressor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19620480C2 (de) | 1999-10-21 |
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Legal Events
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
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D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWAELTE MB, DE |
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