DE19952296A1 - Fluid-Rollmaschine - Google Patents

Fluid-Rollmaschine

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Abstract

Eine Fluid-Rollmaschine, die keine Kurbelwelle benötigt, um ein kreisendes Rollelement kreisbar zu lagern, und die in der Lage ist, in ihrer Gesamtgröße in der Axialrichtung verringert zu werden, wird offenbart. In einem Gehäuse sind zwei feste Rollelemente an der Achse des Gehäuses vorgesehen, und ein Elektromotor ist zwischen den festen Rollelementen vorgesehen. Exzentrische Lager, die jeweils einen äußeren Ring, einen Zwischenring und einen inneren Ring aufweisen, sind zwischen dem Elektromotor und den festen Rollelementen vorgesehen. Der Innenumfang eines jeden Zwischenrings ist mit einer Achse ausgebildet, die bezüglich der Achse des Gehäuses exzentrisch ist. Kreisende Rollelemente sind mit den inneren Ringen durch eine kreisende Welle integriert. Die kreisende Welle wird veranlasst, durch Drehung einer Drehwelle mit dem Elektromotor zu kreisen, wodurch die kreisenden Rollelemente veranlasst werden, bezüglich der festen Rollelemente zu kreisen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fluid-Rollmaschine, die beispielsweise für die Verwendung in einem Luftkompressor, einer Vakuumpumpe, usw. geeignet ist.
Im allgemeinen weist eine Fluid-Rollmaschine ein Gehäuse und ein festes Rollelement, das in dem Gehäuse vorgesehen ist, auf. Eine Antriebswelle ist drehbar in dem Gehäuse vorgesehen. Ein kreisendes Rollelement ist kreisbar an dem distalen Ende der Antriebswelle in dem Gehäuse vorgesehen, so dass es in der Axialrichtung in Gleitberührung mit dem festen Rollelement kommt. Mehrere Kompressionskammern sind zwischen dem kreisenden Rollelement und dem festen Rollelement definiert [vgl. beispielsweise die ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichung (KOKAI) Nr. 6-26484 (1994) und 9-144674 (1997)].
Bei dieser Art einer herkömmlichen Fluid-Rollmaschine ist die Antriebswelle von außen derart angetrieben, dass sie sich dreht, was bewirkt, dass das kreisende Rollelement eine Kreisbewegung mit einer vorbestimmten Exzentrizität bezüglich des festen Rollelements durchführt, wodurch ein Fluid, beispielsweise Luft aus einer Saugöffnung, die an dem äußeren Umfang des festen Rollelements vorgesehen ist, eingesaugt wird, und das Fluid in den Kompressionskammern, die zwischen den Windungsabschnitten des festen und des kreisenden Rollelements definiert sind, komprimiert wird. Schließlich wird das komprimierte Fluid aus einer Auslaßöffnung, die in der Mitte des festen Rollelements vorgesehen ist, zur Außenseite abgelassen.
Im übrigen ist bei der oben beschriebenen herkömmlichen Fluid-Rollmaschine eine Kurbelwelle an dem distalen Ende der Antriebswelle an einer Stelle, die bezüglich der Achse der Antriebswelle exzentrisch ist, vorgesehen, um das kreisende Rollelement an dem distalen Ende der Antriebswelle kreisbar zu lagern. Die Kurbelwelle ist integral mit der Antriebswelle oder ist als ein von der Antriebswelle getrenntes Element vorgesehen.
Demzufolge wird die Gesamtlänge der Antriebswelle durch die Länge der Kurbelwelle zusätzlich länger. Dies verursacht, dass sich die gesamte Vorrichtung in ihrer Größe in der Axialrichtung in nachteiliger Weise vergrößert.
Darstellung der Erfindung
Angesichts der vorangehenden Probleme bei dem Stand der Technik liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Fluid-Rollmaschine zu schaffen, die so gestaltet ist, dass die Notwendigkeit einer Kurbelwelle für die kreisbare Lagerung eines kreisenden Rollelements entfällt, und eine Verringerung der Gesamtlänge in der Axialrichtung ermöglicht wird.
Um die beschriebene Aufgabe zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung eine Fluid-Rollmaschine, die wie nachfolgend beschrieben aufgebaut ist.
Die Fluid-Rollmaschine weist ein festes Element mit einem Gehäuse und zwei festen Rollelementen auf, die fest in dem Gehäuse an beiden Enden des Gehäuses vorgesehen sind. Die beiden festen Rollelemente sind an der Achse des Gehäuses zentriert. Ein jedes der festen Rollelemente weist einen spiralförmigen Windungsabschnitt auf, der an einer Endplatte vorstehend ausgebildet ist. Ein elektrischer Motor ist in dem Gehäuse zwischen den beiden festen Rollelementen vorgesehen. Der elektrische Motor weist einen Rotor und einen Stator auf, die derart angeordnet sind, dass sich ihre Achsen parallel mit der Achse des Gehäuses erstrecken. Zwei exzentrische Lager sind in Zuordnung mit den beiden festen Rollelementen vorgesehen. Ein jedes der exzentrischen Lager weist einen äußeren Ring, der zwischen dem elektrischen Motor und dem zugeordneten festen Rollelement und fest an dessen Außenumfang an das Gehäuse gefügt ist, auf. Ein Zwischenring ist drehbar an der Seite des Innenumfangs des äußeren Rings vorgesehen. Der Innenumfang des Zwischenrings weist eine exzentrische Achse auf, die radial bezüglich der Achse des äußeren Rings versetzt ist. Ein innerer Ring ist drehbar an der inneren Umfangsseite des Zwischenrings vorgesehen. Der innere Ring ist um die exzentrische Achse drehbar. Eine Drehwelle ist derart vorgesehen, dass sie sich zwischen den Zwischenringen der beiden exzentrischen Lager durch den Rotor des Elektromotors erstreckt. Die Drehwelle ist aus einem hohlen Wellenelement ausgebildet und zusammen mit dem Zwischenring als eine Einheit durch den Rotor drehbar. Eine kreisende Welle ist lose in die Drehwelle eingepasst. Die Achse der kreisenden Welle fällt mit der exzentrischen Achse zusammen. Die kreisende Welle ist fest durch die inneren Ringe der beiden exzentrischen Lager derart gelagert, dass eine kreisende Bewegung zusammen mit den inneren Ringen als eine Einheit durchgeführt wird. Zwei kreisende Rollelemente sind an beide Enden der kreisenden Welle angeschlossen, so dass sie jeweils zu den festen Rollelementen gerichtet sind. Ein jedes der kreisenden Rollelemente weist einen spiralförmigen Windungsabschnitt auf, der an einer Endplatte derart ausgebildet ist, dass er den Windungsabschnitt des zugeordneten festen Rollelements überlappt, so dass sie mehrere Kompressionskammern definieren. Zusätzlich ist ein Drehverhinderungsmechanismus zwischen wenigstens einem der beiden kreisenden Rollelemente und dem festen Element vorgesehen, um eine Drehung der kreisenden Rollelemente zu verhindern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines Roll- Luftkompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte Teilschnittansicht eines festen Rollelements, eines exzentrischen Lagers, einer Drehwelle, eines kreisenden Rollelements usw. in dem Roll-Luftkompressor gemäß Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Schnittansicht zur Darstellung des exzentrischen Lagers in Fig. 2 in Form eines einzigen Elements.
Fig. 4 ist eine Schnittansicht in der Richtung des Pfeils IV-IV gemäß Fig. 3 gesehen.
Fig. 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht zur Darstellung der Drehwelle in Fig. 1 in der Form eines einzigen Elements.
Fig. 6 ist eine Schnittansicht in der Richtung des Pfeils VI-VI in Fig. 5 gesehen.
Fig. 7 ist eine Längsschnittansicht eines Roll- Luftkompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Fig. 8 ist eine Längsschnittansicht eines Roll- Luftkompressors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung
Eine Fluid-Rollmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Gemäß der ersten Ausführungsform wird die vorliegende Erfindung auf einen Roll-Luftkompressor als ein Beispiel einer Fluid-Rollmaschine angewendet.
Die Fig. 1 bis 6 zeigen die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein zylindrisches Gehäuse 1 bildet einen äußeren Rahmen eines Roll-Luftkompressors. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist das Gehäuse 1 einen zylindrischen Abschnitt 2 mit einer Achse 01-01 auf. Linke und rechte Abdeckabschnitte 3A und 3B decken beide Enden des zylindrischen Abschnitts 2 ab. Das Gehäuse 1 bildet in Kombination mit den festen Rollelementen 4A und 4B ein festes Element.
Die festen Rollelemente 4A und 4B sind an der inneren Umfangsseite des zylindrischen Abschnitts 2 an jeweiligen (linken und rechten) axialen Enden des Gehäuses 1 vorgesehen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist ein festes Rollelement 4A eine Endplatte 5A auf, die in etwa in eine scheibenartige Form ausgebildet ist. Die Endplatte 5A ist derart angeordnet, dass deren Mitte mit der Achse 01-01 des Gehäuses 1 zusammenfällt. Ein spiralförmiger Windungsabschnitt 6A ist an der vorderen Seite der Endplatte 5A vorgesehen. Zusätzlich steht ein zylindrischer Passabschnitt 7A axial von dem äußeren Umfangsrand der Endplatte 5A in der gleichen Richtung wie diejenige Richtung, in welcher der Windungsabschnitt 6A vorsteht, vor. Der zylindrische Passabschnitt 7A ist fest an den Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 2 gefügt.
Das andere feste Rollelement 4B weist in ähnlicher Weise eine Endplatte 5B, einen Windungsabschnitt 6B und einen zylindrischen Passabschnitt 7B auf.
Ein Elektromotor 8 ist in der Mitte des Gehäuses 1 zwischen den festen Rollelementen 4A und 4B vorgesehen. Der Elektromotor 8 weist einen Stator 9 auf, der fest an dem Innenumfang des Gehäuses 1 vorgesehen ist. Ein Rotor 10 ist an der Seite des Innenumfangs des Stators 9 derart angeordnet, dass er durch den Stator 9 drehbar ist. Die Achsen sowohl des Stators 9 als auch des Rotors 10 fallen mit der Achse 01-01 des Gehäuses 1 zusammen.
Linke und rechte Drucklager 11A und 11B sind an der Seite des Innenumfangs des Gehäuses 1 zwischen dem Elektromotor 8 und den festen Rollelementen 4A und 4B vorgesehen. Ein Drucklager 11A weist einen Anbringzylinder 12A auf, der fest an den Innenumfang des zylindrischen Abschnitts 2 des Gehäuses 1 angebracht ist. Ein ringförmiger Vorsprung 13A steht radial nach innen von dem Anbringzylinder 12A an der Rückseite einer Endplatte 23A eines kreisenden Rollelements 22A (das nachfolgend beschrieben ist) vor. Das Drucklager 11A trägt eine Drucklast, die auf das kreisende Rollelement 22A wirkt, und bildet ferner Nuten eines Oldham's-Rings (der nachfolgend beschrieben ist).
Das andere Drucklager 11B weist in ähnlicher Weise einen Anbringzylinder 12B und einen ringförmigen Vorsprung 13B auf.
Linke und rechte exzentrische Lager 14A und 14B sind an den Innenumfangsseiten der Drucklager 11A und 11B an jeweiligen Stellen zwischen dem Elektromotor 8 und den festen Rollelementen 4A und 4B vorgesehen. Wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, weist ein exzentrisches Lager 14A einen äußeren Ring 15A und einen Zwischenring 17A auf, der drehbar an der Innenumfangsseite des äußeren Rings 15A durch mehrere Nadelrollen 16A vorgesehen ist. Zusätzlich ist ein innerer Ring 19A drehbar an der Innenumfangsseite des Zwischenrings 17A durch mehrere Nadelrollen 18A vorgesehen.
Der äußere Ring 15A ist durch Druck an seinem Außenumfang an den Innenumfang des Anbringzylinders 12A des Drucklagers 11A gefügt. Somit sind die Achsen sowohl des Innen- als auch des Außenumfangs des äußeren Rings 15A mit der Achse 01-01 zusammenfallend.
Der Zwischenring 17A ist an der Innenumfangsseite des äußeren Rings 15A durch die Nadelrollen 16A angeordnet. Somit ist die Achse des Außenumfangs des Zwischenrings 17A mit der Achse 01-01 des äußeren Rings 15A zusammenfallend. Folglich dreht sich der Zwischenring 17A um die Achse 01-01.
Der Zwischenring 17A weist eine axiale Bohrung 17A1 zur Unterbringung des inneren Rings 19A auf, und die Aufnahmebohrung 17A1 weist eine exzentrische Achse 02-02 auf, die radial bezüglich der Achse 01-01 des äußeren Rings 15A um eine vorbestimmte Abmessung δ versetzt ist. Zusätzlich ist der Innenumfang des Zwischenrings 17A mit einem gestuften Anbringabschnitt 17A2 ausgebildet, an dem eine Drehwelle 20 (die nachfolgend beschrieben ist) befestigt ist. Die Achse des gestuften Anbringabschnitts 17A2 fällt mit der Achse 01-01 zusammen.
Der innere Ring 19A ist an der Innenumfangsseite des Zwischenrings 17A durch die Nadelrollen 18A angeordnet. Somit fallen die Achsen sowohl des inneren als auch des äußeren Umfangs des inneren Rings 19A mit der exzentrischen Achse 02-02 zusammen. Folglich dreht sich der innere Ring 19A um die exzentrische Achse 02-02.
Somit wird in dem exzentrischen Lager 14A der Zwischenring 17A durch die Drehwelle 20 veranlasst, sich bezüglich des äußeren Rings 15A zu drehen, und dies veranlasst den inneren Ring 19A, eine kreisende Bewegung mit einem Kreisradius δ um die Achse 01-01 auszuführen.
Das andere exzentrische Lager 14B weist in ähnlicher Weise einen äußeren Ring 15B, Nadelrollen 16B, einen Zwischenring 17B, Nadelrollen 18B und einen inneren Ring 19B auf, und der Zwischenring 17B ist mit einer Aufnahmebohrung 17B1 und einem gestuften Anbringabschnitt 17B2 versehen.
Die Drehwelle 20 ist derart vorgesehen, dass sie sich zwischen den Zwischenringen 17A und 17B der exzentrischen Lager 14A und 14B erstreckt. Die Drehwelle 20 ist in der Form eines hohlen Wellenelements ausgebildet und fest an den Innenumfang des Rotors 10 des Elektromotors 8 gefügt. Beide Enden der Drehwelle 20 sind fest an die jeweiligen gestuften Anbringabschnitte 17A2 und 17B2 der Zwischenringe 17A und 17B befestigt. Die Drehwelle 20 dreht sich zusammen mit dem Rotor 10 als eine Einheit, was die Zwischenringe 17A und 17B veranlasst, sich zu drehen.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, fällt die Achse des Außenumfangs der Drehwelle 20 mit der gemeinsamen Achse 01-01 der äußeren Ringe 15A und 15B zusammen, während die Achse des Innenumfangs der Drehwelle 20 mit der gemeinsamen exzentrischen Achse 02-02 der Zwischenringe 17A und 17B zusammenfällt. Demzufolge wird unter der Annahme, dass die Wanddicke eines Teils der Drehwelle 20 an der Seite der Achse 01-01, die von der exzentrischen Achse 02-02 entfernt liegt, d1 beträgt, und die Wanddicke eines Teils der Drehwelle 20 an der Seite, die näher zu der exzentrischen Achse 02-02 liegt, d2 beträgt, das Verhältnis zwischen den beiden Wanddicken durch d1<d2 ausgedrückt.
Eine kreisende Welle 21 ist lose in die Drehwelle 20 gefügt und fest durch die inneren Ringe 19A und 19B der exzentrischen Lager 14A und 14B gelagert. Die Achse der kreisenden Welle 21 fällt mit der exzentrischen Achse 02-02 zusammen. Beide Enden der kreisenden Welle 21 sind an die jeweiligen Innenumfänge der inneren Ringe 19A und 19B gefügt und mit diesen fest befestigt. Die kreisende Welle 21 führt eine Kreisbewegung zusammen mit den inneren Ringen 19A und 19B als eine Einheit aus, wodurch die kreisenden Rollelemente 22A und 22B, wie nachfolgend beschrieben, die an beiden Enden der kreisenden Welle 21 vorgesehen sind, veranlasst werden, eine Kreisbewegung auszuführen.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die axiale Länge L der kreisenden Welle 21 auf einen Wert eingestellt, der in etwa gleich oder ein wenig größer ist als der Abstand zwischen den ringförmigen Vorsprüngen 13A und 13B der Drucklager 11A. Folglich befinden sich die Vorderseiten der Drucklager 11A und 11B und die Rückseiten der zugeordneten Endplatten 23A und 23B der kreisenden Rollelemente 22A und 22B in Berührung miteinander oder weisen einen geringfügigen Zwischenraum dazwischen, beispielsweise von etwa 10 µm, auf.
Somit stoßen beide Enden der kreisenden Welle 21 an die jeweiligen Endplatten 23A und 23B der kreisenden Rollelemente 22A und 22B derart an, dass sie als ein Abstandshalter für die Anordnung der kreisenden Rollelemente 22A und 22B bezüglich der Axialrichtung dienen.
Das linke und rechte kreisende Rollelement 22A und 22B ist fest an den beiden axialen Enden der kreisenden Welle 21 vorgesehen, so dass es jeweils zu dem festen Rollelement 4A und 4B gerichtet ist. Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, weist ein kreisendes Rollelement 22A eine Endplatte 23A, die in einer scheibenartigen Form ausgebildet ist, sowie einen spiralförmigen Windungsabschnitt 24, der an der Vorderseite der Endplatte 23A derart vorgesehen ist, dass er sich in Axialrichtung erstreckt, auf.
Die Endplatte 23A des kreisenden Rollelements 22A weist einen zylindrischen Vorsprung 25A auf, der von der Mitte an dessen Rückseite vorsteht. Der zylindrische Vorsprung 25A ist an den Innenumfang der kreisenden Welle 21 gefügt und fest daran befestigt. Somit führt das kreisende Rollelement 22A eine Kreisbewegung mit einem Kreisradius δ zusammen mit der kreisenden Welle 21 als eine Einheit aus. Das kreisende Rollelement 22A ist derart angeordnet, dass der Windungsabschnitt 24A den Windungsabschnitt 6A des festen Rollelements 4A mit einem Versatzwinkel von beispielsweise 180° überlappt. Somit werden mehrere Kompressionskammern 28A zwischen den beiden Windungsabschnitten 6A und 24A definiert.
Während des Betriebs des Roll-Luftkompressors wird Luft in die äußerste Kompressionskammer 26A aus einer (nachfolgend beschriebenen) Saugöffnung 32A eingesaugt, und die eingesaugte Luft wird nachfolgend in den Kompressionskammern 26A während der kreisenden Bewegung der kreisenden Rollelemente 22A komprimiert. Schließlich wird die komprimierte Luft aus der mittleren Kompressionskammer 26A zur Außenseite durch eine (nachfolgend beschriebene) Ablassöffnung 33A abgelassen.
Das andere kreisende Rollelement 22B weist in ähnlicher Weise eine Endplatte 23B, einen Windungsabschnitt 24B und einen zylindrischen Vorsprung 25B auf, und mehrere Kompressionskammern 26B sind zwischen dem kreisenden Rollelement 22B und dem festen Rollelement 4B definiert.
Linke und rechte Rückdruckbohrungen 27A und 27B sind in den Endplatten 5A und 5B der festen Rollelement 4A bzw. 4B vorgesehen. Eine Rückdruckbohrung 27A steht mit einer Zwischen-Kompressionskammer 26A zwischen der äußersten Kompressionskammer 26A, die am nächsten zu der Saugöffnung 32A liegt, und der innersten Kompressionskammer 26A, die am nächsten zu der Ablassöffnung 33A liegt, in Verbindung. Die Rückdruckbohrung 27A führt einen Zwischendruck von der Zwischen-Kompressionskammer 26A zu einer (nachfolgend beschriebenen) Druckkammer 28A als einen Rückdruck. Die andere Rückdruckbohrung 27B ist wie im Fall der Rückdruckbohrung 27A angeordnet.
Linke und rechte Druckkammern 28A und 28B sind zwischen den Abdeckabschnitten 3A und 3B des Gehäuses 1 und den Endplatten 5A und 5B der festen Rollelemente 4A bzw. 4B ausgebildet. Eine Druckkammer 28A führt einen Zwischendruck von den Kompressionskammern 26A zu der Rückseite der Endplatte 5A durch die Rückdruckbohrung 27A. Mit dem Zwischendruck wird das feste Rollelement 4A axial gegen das kreisende Rollelement 22A gedrückt. Die andere Druckkammer 28B ist wie im Fall der Druckkammer 28A angeordnet.
O-Ringe 29A und 29B sind zwischen dem Gehäuse 1 und den jeweiligen Außenumfängen der Endplatten 5A und 5B der festen Rollelemente 4A und 4B vorgesehen. Die O-Ringe 29A und 29B sorgen für eine hermetische Abdichtung zwischen den äußersten Kompressionskammern 26A und 26B und den Druckkammern 28A und 28B.
O-Ringe 30A und 30B sind in jeweiligen Bereichen zwischen den mittleren Abschnitten der Endplatten 5A und 5B der festen Rollelemente 4A und 4B und den Ablassöffnungen 33A und 33B vorgesehen. Die O-Ringe 30A und 30B sorgen für eine hermetische Abdichtung zwischen den innersten Kompressionskammern 26A und 26B und den Druckkammern 28A und 28B.
Oldham's-Ringe 31A und 31B sind zwischen den Drucklagern 11A und 11B und den kreisenden Rollelementen 22A bzw. 22B angeordnet und dienen als Drehverhinderungsmechanismen. Ein Oldham's-Ring 31A ist in zwei orthogonalen Achsrichtungen zwischen dem ringförmigen Vorsprung 13A des Drucklagers 11A und der Endplatte 23A des kreisenden Rollelements 22A geführt, wodurch die Drehung des kreisenden Rollelements 22A verhindert wird. Der andere Oldham's-Ring 31B ist wie in dem Fall des Oldham's-Rings 31A angeordnet. Die Anordnung und Betriebsweise der Oldham's-Ringe 31A und 31B sind an sich wohlbekannt.
Die Saugöffnungen 32A und 32B sind in dem zylindrischen Abschnitt 2 des Gehäuses 1 an jeweiligen Stellen vorgesehen, die zu den Außenumfängen der Windungsabschnitte 6A und 6B der festen Rollelemente 4A und 4B gerichtet sind. Diese Saugöffnung 32A öffnet sich in die äußerste Kompressionskammer 26A, um Luft von der Außenseite in die Kompressionskammer 26A zu führen. Die andere Saugöffnung 32B ist wie in dem Fall der Saugöffnung 32A angeordnet. Die Ablassöffnungen 33A und 33B sind in den Abdeckabschnitten 3A und 3B des Gehäuses 1 an jeweiligen Stellen vorgesehen, die zu den Mitten der Windungsabschnitte 6A und 6B der festen Rollelemente 4A und 4B gerichtet sind. Eine Ablassöffnung 33A öffnet sich in die innerste Kompressionskammer 26A zum Ablassen der komprimierten Luft, die in den Kompressionskammern 26A komprimiert wurde, zu der Außenseite. Die andere Ablassöffnung 33B ist wie in dem Fall der Ablassöffnung 33A angeordnet.
Der Roll-Luftkompressor gemäß dieser Ausführungsform weist den oben beschriebenen Aufbau auf. Nachfolgend wird die Betriebsweise des Roll-Luftkompressors beschrieben.
Wenn sich der Rotor 10 des Elektromotors 8 dreht, führt die Drehwelle 20, die mit dem Rotor integral ist, eine Drehbewegung aus. Zu diesem Zeitpunkt führen die Zwischenringe 17A und 17B der beiden exzentrischen Lager 14A und 14B, die an beiden Enden der Drehwelle 20 vorgesehen sind, eine Drehbewegung zusammen mit der Drehwelle 20 als eine Einheit an den Seiten des Innenumfangs der äußeren Ringe 15A und 15B durch.
Die Innenumfänge der Zwischenringe 17A und 17B der exzentrischen Lager 14A und 14B weisen die gemeinsame exzentrische Achse 02-02 auf, die radial bezüglich der gemeinsamen Achse 01-01 der äußeren Ringe 15A und 15B um die Abmessung δ versetzt ist. Deshalb führen, wenn sich die Zwischenringe 17A und 17B um die Achse 01-01 bezüglich der äußeren Ringe 15A und 15B, wie oben ausgeführt, drehen, die inneren Ringe 19A und 19B, die an den Innenumfangsseiten der Zwischenringe 17A und 17B vorgesehen sind, eine Kreisbewegung mit einem Kreisradius δ um die Achse 01-01 aus. Somit bewirkt die kreisende Welle 21, die mit den inneren Ringen 19A und 19B integral ist, dass die kreisenden Rollelemente 22A und 22B kreisen.
Wenn das Kreisen wie oben dargelegt stattfindet, werden die kreisenden Rollelemente 22A und 22B daran gehindert, sich zu drehen, und zwar durch die jeweiligen Oldham's-Ringe 31A und 31B. Somit drehen sich die kreisenden Rollelemente 22A und 22B nur um die Achse 01-01.
Folglich werden die Kompressionskammern 26A, die zwischen dem festen Rollelement 4A und dem kreisenden Rollelement 22A definiert sind, fortlaufend zusammengezogen. Somit wird die von der Außenseite über die Saugöffnung 32A des festen Rollelements 4A eingesaugte Luft nachfolgend in den Kompressionskammern 26A komprimiert, und die komprimierte Luft aus der Ablassöffnung 33A des festen Rollelements 4A abgelassen und in einem äußeren Lufttank oder ähnlichem (der nicht gezeigt ist) gelagert.
Die Kompressionskammern 26B, die zwischen dem festen Rollelement 4B und dem kreisenden Rollelement 22B definiert sind, werden ebenfalls fortlaufend zusammengezogen. Somit wird die von der Außenseite über die Saugöffnung 32B des festen Rollelements 4B eingesaugte Luft nachfolgend in den Kompressionskammern 26B komprimiert, und die komprimierte Luft wird über die Ablassöffnung 33B des festen Rollelements 4B in dem externen Lufttank oder ähnlichem gelagert.
Somit sind bei dieser Ausführungsform beide Enden der kreisenden Welle 21 kreisbar durch die exzentrischen Lager 14A und 14B gelagert, wodurch die kreisenden Rollelemente 22A und 22B, die integral an den beiden Enden der kreisenden Welle 21 vorgesehen sind, derart angetrieben werden können, dass sie kreisen. Demzufolge ist es möglich, die Notwendigkeit, zusätzlich eine Kurbelwelle an jedem Ende der kreisenden Welle 21 vorzusehen, auszuschalten, wie bezüglich des Standes der Technik ausgeführt wurde, um zu veranlassen, dass die kreisenden Rollelemente 22A und 22B eine Kreisbewegung ausführen. Somit kann die gesamte Vorrichtung hinsichtlich ihrer Größe in der Axialrichtung verkleinert werden.
Zusätzlich weist der Roll-Luftkompressor zwei Kompressionsmechanismen auf, die im wesentlichen aus den festen Rollelementen 4A und 4B und den festen Rollelementen 22A und 22B bestehen. Deshalb ist es möglich, die Anzahl der Drehungen der Windungsabschnitte 6A, 6B, 24A und 24B verglichen mit einem Kompressor zu verringern, der die gleiche Kapazität wie derjenige gemäß dieser Ausführungsform aufweist und einen Kompressionsmechanismus aufweist, der im wesentlichen aus einem Satz von Rollelementen besteht, wie dies im Stand der Technik der Fall ist. Demzufolge kann die gesamte Vorrichtung in der Größe in der radialen Richtung verringert werden.
Zusätzlich ist die axiale Länge L der kreisenden Windungsabschnitte 21 derart eingestellt, dass sich die kreisenden Rollelemente 22A und 22B an den Vorderseiten der Drucklager 11A und 11B in Berührung miteinander befinden oder einen kleinen Zwischenraum dazwischen aufweisen. Demzufolge ist es möglich, den Gleitwiderstand, der zwischen den Drucklagern 11A und 11B und den kreisenden Rollelementen 22A und 22B während des Kompressionsbetriebes wirkt, zu verringern, und es ist somit möglich, zu verhindern, dass die Gleitflächen dieser Elemente in hohem Ausmaß verschleißen.
Zusätzlich können Drucklasten, die auf die kreisenden Rollelemente 22A und 22B wirken, zu der kreisenden Welle 21 in entgegengesetzten Richtungen zueinander übertragen werden. Somit können diese Drucklasten gegeneinander in der Axialrichtung ausgelöscht werden. Folglich kann die kreisende Welle 21B die Drucklasten zwischen den kreisenden Rollelementen 22A und 22B tragen, und die kreisenden Rollelemente 22A und 22B können bezüglich der Axialrichtung angeordnet werden. Demzufolge ist es möglich, die Verhaltensweise der kreisenden Rollelemente 22A und 22B zu stabilisieren.
Wenn in den kreisenden Rollelementen 22A und 22B während des Kompressionsbetriebs ein Auslaufen der Endfläche auftritt, werden die Endplatten 23A und 23B der kreisenden Rollelemente 22A und 22B in Gleitkontakt mit den Drucklagern 11A und 11B gebracht, wodurch zugelassen wird, dass ein Teil der Drucklasten, die auf die kreisenden Rollelemente 22A und 22B wirken, durch die Drucklager 11A und 11B getragen werden. Somit kann die Verhaltensweise der kreisenden Rollelemente 22A und 22B noch weiter stabilisiert werden.
Zusätzlich weist die Drehwelle 20, die ein hohles Wellenelement ist, eine größere Wanddicke an einem Teil derselben an einer Seite entgegengesetzt zu einer Dezentrierungsseite auf, zu der die gemeinsame Achse der kreisenden Rollelemente 22A und 22B radial bezüglich der Achse 01-01 versetzt ist, als an einem Teil der Drehwelle an der Dezentrierungsseite. Deshalb kann die Kreisbewegung der kreisenden Rollelemente 22A und 22B durch die Drehwelle 20 ausgeglichen werden. Folglich wird es entbehrlich, einen speziellen Mechanismus, beispielsweise ein Balancegewicht an der Drehwelle 20 vorzusehen, und es wird somit möglich, die Anzahl der Komponenten zu verringern und den Aufbau der gesamten Vorrichtung zu vereinfachen.
Zusätzlich sind die Druckkammern 28A und 28B an der Rückseite der festen Rollelemente 4A und 4B vorgesehen, und Zwischendrücke in den Kompressionskammern 26A und 26B werden in die Druckkammern 28A und 28B jeweils eingeführt. Demzufolge können die festen Rollelemente 4A und 4B fortlaufend in Richtung der Endplatten 23A und 23B der kreisenden Rollelemente 22A und 22B gedrückt werden. Somit ist es möglich, Veränderungen in den Zwischenräumen in der Druckrichtung zwischen den distalen Enden der Windungsabschnitte 6A und 6B und den Oberflächen der zugeordneten Endplatten 23A und 23B zu unterdrücken, und es ist somit möglich, die Kompressionseffizienz zu vergrößern.
Fig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind dieselben Aufbauelemente wie diejenigen der ersten Ausführungsform durch die gleichen Referenznummern bezeichnet, und eine Beschreibung derselben ist weggelassen. Das Merkmal dieser Ausführungsform liegt darin, dass ein Zwischenkühler 41 außerhalb des Gehäuses 1 an einer Stelle zwischen der Ablassöffnung 33A des festen Rollelements 4A und der Saugöffnung 32B des festen Rollelements 4B vorgesehen ist, und die Ablassöffnung 33A und der Zwischenkühler 41 sind durch eine Verbindungsleitung 42A verbunden, und ferner sind die Saugöffnung 32B und der Zwischenkühler 41 durch eine weitere Verbindungsleitung 42B verbunden.
Der Zwischenkühler 41 ist beispielsweise eine Kühlvorrichtung mit einem Wärmetauscher 43, einem Gebläse 44, usw., und dafür angepasst, komprimierte Luft mit hoher Temperatur, die von der Ablassöffnung 33A abgelassen wird, zu kühlen und die kühle komprimierte Luft zu der Saugöffnung 32B zu führen. Bei der zweiten Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, kann die Luft von der Außenseite nachfolgend durch die beiden Kompressionsmechanismen komprimiert werden, welche die festen Rollelemente 4A und 4B und die kreisenden Rollelemente 22A und 22B aufweisen. Somit ist es möglich, die Kompressionsleistung ohne Vergrößerung der Anzahl der Umdrehungen der Windungsabschnitte 6A, 6B, 24A und 24B zu verbessern, und es ist somit möglich, einen Kompressor mit einem verringerten Durchmesser zu schaffen.
Darüber hinaus kann bei dieser Ausführungsform komprimierte Luft mit hoher Temperatur, die von der Ablassöffnung 33A des festen Rollelements 4A abgelassen wurde, zu der Saugöffnung 32B des festen Rollelements 4B in dem Zustand geführt werden, dass sie durch den Zwischenkühler 41 vorgekühlt ist. Somit kann die gesamte Kompressionseffizienz der Vorrichtung vergrößert werden.
Fig. 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Merkmal dieser Ausführungsform liegt darin, dass eines der festen Rollelemente keine Ablassöffnung aufweist, und die Endplatte eines jeden kreisenden Rollelements in der Mitte derselben mit einer Verbindungsbohrung versehen ist, die mit der Innenseite der kreisenden Windungsabschnitte in Verbindung steht. Es ist anzumerken, dass bei der dritten Ausführungsform die gleichen Aufbauelemente wie diejenigen bei der ersten Ausführungsform mit den gleichen Referenznummern bezeichnet sind und eine Beschreibung derselben weggelassen ist.
Die Referenznummern 51A und 51B bezeichnen linke und rechte feste Rollelemente, wie sie bei dieser Ausführungsform verwendet sind, die in dem Gehäuse 1 vorgesehen sind. Ein festes Rollelement 51A ist in etwa auf die gleiche Weise wie in dem Fall des festen Rollelements 4A bei der ersten Ausführungsform angeordnet. D. h., das feste Rollelement 51A weist eine im wesentlichen scheibenförmige Endplatte 52A und einen spiralförmigen Windungsabschnitt 53A auf, der an der Vorderseite der Endplatte 52A vorgesehen ist. Zusätzlich ist ein zylindrischer Passabschnitt 54A an dem Außenumfangsrand der Endplatte 52A vorgesehen. Das feste Rollelement 51A unterscheidet sich von dem festen Rollelement 4A in der ersten Ausführungsform dahingehend, dass das feste Rollelement 51A nicht mit der Ablassöffnung 33A versehen ist.
Das andere feste Rollelement 51B weist in ähnlicher Weise eine Endplatte 52B, einen Windungsabschnitt 53B und einen zylindrischen Passabschnitt 54B auf. Jedoch ist das feste Rollelement 51B im Gegensatz zu dem festen Rollelement 51A mit einer Ablassöffnung 33B versehen.
Verbindungsbohrungen 55A und 55B sind in den jeweiligen Mitten der Endplatten 23A und 23B der kreisenden Rollelemente 22A und 22B vorgesehen. Die Verbindungsbohrungen 55A und 55B sorgen für eine Verbindung zwischen den Kompressionskammern 26A und dem kreisenden Rollelement 22A und den Kompressionskammern 26B an dem kreisenden Rollelement 22B durch die Innenseite der kreisenden Welle 21.
Demzufolge wird komprimierte Luft von den Kompressionskammern 26A zu den Kompressionskammern 26B durch die kreisende Welle 21 geführt, und von der Ablassöffnung 33B zu der Außenseite zusammen mit komprimierter Luft, die in den Kompressionskammern 26B erzeugt wurde, abgelassen.
Somit sorgt auch die dritte Ausführungsform, die wie oben beschrieben aufgebaut ist, für vorteilhafte Wirkungen in etwa ähnlich zu denjenigen der ersten Ausführungsform.
Insbesondere macht es die dritte Ausführungsform entbehrlich, das feste Rollelement 51A mit der Ablassöffnung 33A zu versehen, wie dies bezüglich der ersten Ausführungsform beschrieben wurde, und sie macht es ferner entbehrlich, eine Verbindungsleitung oder ähnliches für die Verbindung zwischen der Ablassöffnung 33A und dem Lufttank vorzusehen. Somit kann der Aufbau der gesamten Vorrichtung vereinfacht werden.
Obwohl bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen zwei Oldham's-Ringe verwendet werden, um eine Drehung der beiden kreisenden Rollelemente zu verhindern, ist anzumerken, dass die Erfindung nicht notwendigerweise auf die beschriebene Anordnung beschränkt ist. Beispielsweise kann einer der beiden Oldham's-Ringe weggelassen werden. In einem derartigen Fall führt ebenso jedes der kreisenden Rollelemente eine Kreisbewegung zusammen mit der kreisenden Welle als eine Einheit aus. Deshalb können die beiden kreisenden Rollelemente gleichzeitig an einer Drehung durch den verbleibenden Oldham's-Rings gehindert werden.
Obwohl bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Roll-Luftkompressor zwei Kompressionsmechanismen aufweist, die jeweils im wesentlichen aus einem festen Rollelement und einem kreisenden Rollelement bestehen, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die beschriebene Anordnung beschränkt. Beispielsweise kann einer der beiden Kompressionsmechanismen weggelassen werden. D. h., der Roll-Luftkompressor kann nur einen Kompressionsmechanismus aufweisen.
Obwohl bei den vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung angegeben wurde, dass diese als Roll- Luftkompressor ausgeführt sind, was ein Beispiel einer Fluid- Rollmaschine darstellt, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf den Roll-Luftkompressor beschränkt, sondern sie kann weithin auf andere Fluid-Rollmaschinen angewendet werden, d. h. auf Vakuumpumpen, Kühlschrankkompressoren, usw.
Wie oben im einzelnen ausgeführt wurde, ist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein festes Rollelement und ein Elektromotor in einem Gehäuse an der Achse des Gehäuses mit einem Abstand voneinander angeordnet. Ein exzentrisches Lager mit einem äußeren Ring, einem Zwischenring und einem inneren Ring ist zwischen dem Elektromotor und dem festen Rollelement vorgesehen. Der Zwischenring wird durch die Drehung einer Drehwelle gedreht, die mit dem Elektromotor integral ist. Die Drehung des Zwischenrings veranlasst eine kreisende Welle, die mit dem inneren Ring integral ist, eine kreisende Bewegung auszuführen, wodurch ein kreisendes Rollelement veranlasst wird, zu kreisen. Deshalb ist es möglich, die Notwendigkeit, zusätzlich eine Kurbelwelle an der kreisenden Welle vorzusehen, wie dies bezüglich des Standes der Technik festgestellt wurde, um das kreisende Rollelement zu veranlassen, zu kreisen, auszuschalten. Somit kann die gesamte Vorrichtung in der Größe in der Axialrichtung verringert werden und in einem kompakten Aufbau ausgebildet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind zwei feste Rollelemente in einem Gehäuse an der Achse des Gehäuses voneinander entfernt angeordnet, wobei ein Elektromotor zwischen diesen angeordnet ist. Zwei exzentrische Lager, die jeweils einen äußeren Ring, einen Zwischenring und einen inneren Ring aufweisen, sind zwischen dem Elektromotor und den beiden festen Rollelementen vorgesehen. Die Zwischenringe werden durch die Drehung einer Drehwelle, die integral mit dem Elektromotor ist, gedreht. Die Drehung der Zwischenringe veranlasst eine kreisende Welle, die integral mit den inneren Ringen ist, eine kreisende Bewegung auszuführen, wodurch zwei kreisende Rollelemente veranlasst werden, zu kreisen. Deshalb ist es möglich, die Notwendigkeit, eine Kurbelwelle an der kreisenden Welle vorzusehen, um die kreisenden Rollelemente zu veranlassen, zu kreisen, auszuschalten. Somit kann die gesamte Vorrichtung in der Größe in der Axialrichtung verkleinert und in einem kompakten Aufbau ausgebildet werden.
Darüber hinaus kann während des Kompressionsbetriebes eine Drucklast, die auf ein kreisendes Rollelement wirkt, und eine Drucklast, die auf das andere kreisende Rollelement wirkt, auf die kreisende Welle in entgegengesetzten Richtungen zueinander übertragen werden. Somit können diese Drucklasten in der Axialrichtung gegeneinander aufgehoben werden. Somit können die Drucklasten zwischen der kreisenden Welle und den kreisenden Rollelementen getragen werden, und die Verhaltensweise der kreisenden Rollelemente stabilisiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können zwei Drucklager an der Innenumfangsseite des Gehäuses vorgesehen sein, um Drucklasten zu lagern, die auf die kreisenden Rollelemente wirken, und die kreisende Welle kann eine Länge aufweisen, die derart eingestellt ist, dass sich die Rückseite eines jeden kreisenden Rollelements und die Vorderseite des zugeordneten Drucklagers in Berührung miteinander verbinden oder einen kleinen Zwischenraum dazwischen aufweisen. Durch diese Anordnung können Drucklasten, die auf die kreisenden Rollelemente wirken, gegeneinander in der Axialrichtung aufgehoben werden. Zusätzlich können die Drucklasten durch die kreisende Welle getragen werden, und somit kann die Verhaltensweise der kreisenden Rollelemente stabilisiert werden.
Auch wenn ein Auslaufen einer Endfläche in den kreisenden Rollelementen während des Kompressionsbetriebes auftritt, werden die Endplatten der kreisenden Rollelemente in Gleitkontakt mit den Drucklagern gebracht, wodurch für einen Teil der Drucklasten, die auf die kreisenden Rollelemente wirken, zugelassen wird, dass sie durch die Drucklager getragen werden. Somit kann die Verhaltensweise der kreisenden Rollelemente stabilisiert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Drehwelle eine größere Wanddicke an einem Teil derselben aufweisen, die an einer Seite entgegengesetzt zu einer Dezentrierungsseite ist, in deren Richtung die kreisenden Rollelemente dezentriert sind, als an einem Teil der Drehwelle an der Dezentrierungsseite. Durch diese Anordnung kann die Kreisbewegung der kreisenden Rollelemente durch die Drehwelle balanciert werden. Folglich wird es entbehrlich, einen speziellen Mechanismus, beispielsweise ein Balancegewicht, an der Drehwelle vorzusehen, und es wird somit möglich, die Anzahl der Einzelteile zu verringern und den Aufbau der gesamten Vorrichtung zu vereinfachen.
Gemäß der Erfindung kann jedes der kreisenden Rollelemente eine Verbindungsbohrung aufweisen, die in der Mitte seiner Endplatte vorgesehen ist, so dass die Verbindungsbohrung mit der Innenseite der kreisenden Welle in Verbindung steht. Durch diese Anordnung muss eines der festen Rollelemente nicht mit einer Ablassöffnung versehen sein, und eine Verbindungsleitung oder ähnliches muss nicht mit dieser Ablassöffnung verbunden sein. Somit kann der Aufbau der gesamten Vorrichtung vereinfacht werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fluid-Rollmaschine derart angeordnet sein, dass eine Ablassöffnung, die für eines der festen Rollelemente vorgesehen ist, mit einem Zwischenkühler verbunden ist, und eine Saugöffnung, die für das andere der festen Rollelemente vorgesehen ist, ist mit dem Zwischenkühler verbunden. Durch diese Anordnung kann die Luft von außen nachfolgend durch zwei Kompressionsmechanismen komprimiert werden, die jeweils ein festes Rollelement und ein kreisendes Rollelement aufweisen. Somit wird es möglich, die Kompressionsleistung zu verbessern, ohne die Anzahl der Drehungen der Windungsabschnitte zu vergrößern, und somit wird es möglich, einen Kompressor mit einem verringerten Durchmesser vorzusehen. Zusätzlich kann komprimierte Luft mit hoher Temperatur, die von der Ablassöffnung für das eine feste Rollelement abgelassen wird, zu der Saugöffnung für das andere feste Rollelement in dem Zustand geführt werden, dass sie durch den Zwischenkühler vorgekühlt ist. Somit kann die gesamte Kompressionseffizienz der Vorrichtung vergrößert werden.

Claims (6)

1. Fluid-Rollmaschine mit:
einem festen Element mit einem Gehäuse (1) und zwei festen Rollelementen (4A, 4B), die fest in dem Gehäuse an beiden Enden des Gehäuses (1) vorgesehen sind, wobei die beiden festen Rollelemente (4A, 4B) an einer Achse (01-01) des Gehäuses (1) zentriert sind, und wobei jedes der festen Rollelemente (4A, 4B) einen spiralförmigen Windungsabschnitt aufweist, der an einer Endplatte ausgebildet ist;
einem Elektromotor (8), der in dem Gehäuse (1) zwischen den beiden festen Rollelementen (4A, 4B) vorgesehen ist, wobei der Elektromotor (8) einen Rotor und einen Stator aufweist, die derart angeordnet sind, dass sich ihre Achsen parallel mit der Achse des Gehäuses (1) erstrecken;
zwei exzentrischen Lagern (14A, 14B), die den beiden festen Rollelementen zugeordnet vorgesehen sind, wobei jedes der beiden exzentrischen Lager einen äußeren Ring (15A, 15B), der zwischen dem Elektromotor und dem festen Rollelement, das ihm zugeordnet ist, vorgesehen ist und fest an einem Außenumfang desselben an das Gehäuse (1) gefügt ist, und einen Zwischenring (17A, 17B) aufweist, der drehbar an einer Innenumfangsseite des äußeren Rings vorgesehen ist, wobei ein Innenumfang des Zwischenrings (17A, 17B) eine exzentrische Achse (02-02) aufweist, die radial bezüglich einer Achse des äußeren Rings versetzt ist, wobei jedes der exzentrischen Lager ferner einen inneren Ring (19A, 19B) aufweist, der drehbar an einer Innenumfangsseite des Zwischenrings vorgesehen ist, und wobei der innere Ring um die exzentrische Achse drehbar ist;
einer Drehwelle (20), die aus einem hohlen Wellenelement, das sich zwischen den Zwischenringen der beiden exzentrischen Lager durch den Rotor des Elektromotors erstreckt, ausgebildet ist, wobei die Drehwelle durch den Rotor zusammen mit den Zwischenringen als eine Einheit drehbar ist;
einer kreisenden Welle (21), die lose in die Drehwelle (20) eingepasst ist, wobei eine Achse der kreisenden Welle (21) mit der exzentrischen Achse (02-02) zusammenfällt, und wobei die kreisende Welle (21) fest durch die inneren Ringe der beiden exzentrischen Lager derart gelagert ist, dass sie eine kreisende Bewegung zusammen mit den inneren Ringen als eine Einheit ausführt;
zwei kreisenden Rollelementen (22A, 22B), die an beide Enden der kreisenden Welle (21) derart angeschlossen sind, dass sie zu den festen Rollelementen (4A, 4B) gerichtet sind, wobei jedes der kreisenden Rollelemente einen spiralförmigen Windungsabschnitt (24A, 24B) aufweist, der an einer Endplatte derart ausgebildet ist, dass er den Windungsabschnitt des festen Rollelements, das ihm zugeordnet ist, derart überlappt, dass mehrere Kompressionskammern (26A, 26B) definiert werden; und einem Drehverhinderungsmechanismus, der zwischen wenigstens einem der beiden kreisenden Rollelemente und dem festen Element vorgesehen ist, um eine Drehung der kreisenden Rollelemente zu verhindern.
2. Fluid-Rollmaschine nach Anspruch 1, wobei sich die kreisende Welle durch die inneren Ringe erstreckt, und die kreisenden Rollelemente fest an die kreisende Welle angeschlossen sind.
3. Fluid-Rollmaschine nach Anspruch 2, ferner mit zwei Drucklagern, die an einer Innenumfangsseite des Gehäuses an hinteren Seiten der beiden kreisenden Rollelemente vorgesehen sind, um Drucklasten zu tragen, die auf die kreisenden Rollelemente wirken, wobei die kreisende Welle eine Länge aufweist, die derart eingestellt ist, dass die Rückseite eines jeden der kreisenden Rollelemente und eine Vorderseite des Drucklagers, das dem kreisenden Rollelement zugeordnet ist, in Berührung miteinander sind, oder einen kleinen Zwischenraum dazwischen aufweisen.
4. Fluid-Rollmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Drehwelle einen größeren Wanddurchmesser an einem Teil derselben an einer Seite entgegengesetzt zu einer Dezentrierungsseite, zu welcher das kreisende Rollelement dezentriert ist, als an einem Teil der Drehwelle an der Dezentrierungsseite aufweist.
5. Fluid-Rollmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei ein jedes der kreisenden Rollelemente eine Verbindungsbohrung aufweist, die in einer Mitte der Endplatte ausgebildet ist, und wobei die Verbindungsbohrung mit einer Innenseite der kreisenden Welle in Verbindung steht.
6. Fluid-Rollmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner mit:
Saugöffnungen, die in dem Gehäuse an jeweiligen Stellen vorgesehen sind, die zu Außenumfängen der Windungsabschnitte der festen Rollelemente gerichtet sind;
Ablassöffnungen, die in dem Gehäuse an jeweiligen Stellen vorgesehen sind, die zu Mitten der Windungsabschnitte der festen Rollelemente gerichtet sind; und
einem Zwischenkühler, der außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist;
wobei die Ablassöffnung, die für eines der festen Rollelemente vorgesehen ist, mit dem Zwischenkühler verbunden ist, und die Saugöffnung, die für das andere der festen Rollelemente vorgesehen ist, mit dem Zwischenkühler verbunden ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103527614A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 中电电机股份有限公司 大型同步电机用三段轴的联接结构

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3558572B2 (ja) * 1999-12-21 2004-08-25 岑夫 高橋 偏心旋回駆動装置
JP4510136B2 (ja) * 2000-06-30 2010-07-21 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
JP4531952B2 (ja) * 2000-08-28 2010-08-25 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
JP4676077B2 (ja) * 2001-02-21 2011-04-27 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
US6672846B2 (en) * 2001-04-25 2004-01-06 Copeland Corporation Capacity modulation for plural compressors
JP4676091B2 (ja) * 2001-06-19 2011-04-27 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
US6631617B1 (en) * 2002-06-27 2003-10-14 Tecumseh Products Company Two stage hermetic carbon dioxide compressor
US6929455B2 (en) 2002-10-15 2005-08-16 Tecumseh Products Company Horizontal two stage rotary compressor
US20040086407A1 (en) * 2002-11-04 2004-05-06 Enjiu Ke Scroll type of fluid machinery
JP4142418B2 (ja) * 2002-11-29 2008-09-03 株式会社日立製作所 スクロール式流体機械
CN1761848A (zh) * 2003-01-24 2006-04-19 布里斯托尔压缩机公司 用于制冷系统中分级容量调制的系统和方法
US20060013708A1 (en) * 2004-07-19 2006-01-19 Yap Zer K Drive shaft for compressor
US20060153705A1 (en) * 2004-11-10 2006-07-13 Horton W T Drive shaft for compressor
JP4537846B2 (ja) 2004-12-27 2010-09-08 アネスト岩田株式会社 ダブルラップスクロール流体機械
DE102005008887A1 (de) * 2005-02-26 2006-08-31 Leybold Vacuum Gmbh Einwellige Vakuum-Verdränderpumpe
US20060204378A1 (en) * 2005-03-08 2006-09-14 Anderson Gary J Dual horizontal scroll machine
US8485789B2 (en) * 2007-05-18 2013-07-16 Emerson Climate Technologies, Inc. Capacity modulated scroll compressor system and method
CA2640539A1 (en) * 2007-10-09 2009-04-09 Tecumseh Products Company Rotor attachment for compressor
CN100510414C (zh) * 2007-11-08 2009-07-08 南昌利柯即技术有限公司 涡卷流体机械
JP2010216444A (ja) * 2009-03-19 2010-09-30 Anest Iwata Corp スクロール式流体機械
US9039396B2 (en) * 2012-07-03 2015-05-26 Emerson Climate Technologies, Inc. Piston and scroll compressor assembly
CN103573627A (zh) * 2012-08-07 2014-02-12 思科涡旋科技(杭州)有限公司 一种多级浮动涡旋真空泵及其使用方法
CN107676260B (zh) 2013-02-26 2020-08-18 艾默生环境优化技术有限公司 压缩机和包括压缩机的系统
US9598960B2 (en) 2013-07-31 2017-03-21 Trane International Inc. Double-ended scroll compressor lubrication of one orbiting scroll bearing via crankshaft oil gallery from another orbiting scroll bearing
JP1574165S (de) * 2016-08-31 2020-04-06
JP1574166S (de) 2016-08-31 2020-04-06
GB2583371A (en) * 2019-04-26 2020-10-28 Edwards Ltd Adjustable scroll pump
US11209000B2 (en) 2019-07-11 2021-12-28 Emerson Climate Technologies, Inc. Compressor having capacity modulation
CN114060277A (zh) * 2021-11-23 2022-02-18 珠海格力电器股份有限公司 压缩机以及具有其的电器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3924977A (en) * 1973-06-11 1975-12-09 Little Inc A Positive fluid displacement apparatus
JPS5724486A (en) 1980-07-21 1982-02-09 Mitsubishi Electric Corp Scroll compressor
JPS6013995A (ja) * 1983-07-01 1985-01-24 Mitsubishi Electric Corp スクロ−ル形流体機械
JPS6053601A (ja) * 1983-09-01 1985-03-27 Mitsubishi Electric Corp スクロ−ル形流体機械
JPH0758075B2 (ja) * 1987-07-22 1995-06-21 松下電器産業株式会社 電動圧縮機
JPH04121474A (ja) * 1990-09-10 1992-04-22 Toshiba Corp スクロール型圧縮機
JPH04121478A (ja) * 1990-09-12 1992-04-22 Toshiba Corp スクロール型圧縮機
JP3129365B2 (ja) * 1993-08-30 2001-01-29 三菱重工業株式会社 スクロ−ル型流体機械
AU4645196A (en) * 1994-12-23 1996-07-19 Bristol Compressors, Inc. Scroll compressor having bearing structure in the orbiting scroll to eliminate tipping forces
JPH09144674A (ja) * 1995-11-20 1997-06-03 Tokico Ltd スクロール式流体機械

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103527614A (zh) * 2013-10-25 2014-01-22 中电电机股份有限公司 大型同步电机用三段轴的联接结构

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000130365A (ja) 2000-05-12
JP4319274B2 (ja) 2009-08-26
US6267572B1 (en) 2001-07-31
DE19952296C2 (de) 2003-06-05

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