DE3345073A1

DE3345073A1 - Stroemungsmaschine in spiralbauweise

Info

Publication number: DE3345073A1
Application number: DE19833345073
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kuno; Takao Mizuno; Akira Murayama; Masao Shimizu Shiibayashi; Takahiro Tamura; Naoshi Uchikawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1982-12-17
Filing date: 1983-12-13
Publication date: 1984-06-20
Also published as: US4596521A; DE3345073C2; KR840007149A; KR880000810B1

Description

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Strömungsmaschine in Spiralbauweise

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf den Aufbau einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise, die für das Abführen eines Schmiermittels geeignet ist, das sich an einem äußeren ümfangsabschnitt einer Stirnplatte eines Orbitalspiralelements sammelt, um die für die Betätigung der Vorrichtung erforderliche Antriebskraft zu verringern.

Ein abgedichteter elektrischer Kompressor der eine konstruktive Ausführungsform einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise ist, hat einen Kompressorabschnitt und einen Elektromotorabschnitt, die in einem abgedichteten Behälter enthalten sind, sowie einen Fluidkanal, der sich durch eine Wand des abgedichteten Behälters hindurch erstreckt und über eine Leitung mit einer außenliegenden Einrichtung verbunden ist, bei der es sich um einen Verdampfer oder Kondensator einer Kühlvorrichtung handeln kann. Der Kompressorabschnitt in Spiralbauweise hat ein feststehendes Spiralelement und ein umlaufendes Spiralelement bzw. Orbitalspiralelement, die ineinandergreifen und die wesentlichen Teile des Kompressors bilden. Das feststehende bzw. stationäre Spiralelement und das Orbitalspiralelement haben jeweils eine Stirnplatte und eine Spiralwand, die senkrecht von der zugehörigen Stirnplatte wegsteht und die Form einer Evolventen oder ähnlichen Kurve hat. An einer Stelle in der Nähe der Außenseite eines Raums, der zwischen den beiden Spiralelementen angeschlossen ist, ist eine Ansaugöffnung für ein Fluid ausgebildet. An einer Stelle in der Nähe der Mitte des stationären Spiralelementes mündet eine Abgabeöffnung. Zwischen dem Orbitalspiralelement und einem Rahmen oder dem stationären Spiralelement ist ein ein Drehen verhinderndes Teil in Form eines

Oldhamrings angebracht. Dieser Oidhamring verhindert, daß sich das Orbitalspiralelement um seine eigene Achse dreht. Mit dem Orbitalspiralelement steht eine Kurbelwelle über ein Lager in Eingriff, so daß das Orbitalspiralelement eine Orbitalbewegung um die Mitte des stationären Spiralelements ausführen kann, ohne sich um seine eigene Achse zu drehen, wodurch ein Fluid in dem abgedichteten Raum zwischen den beiden Spiralelementen komprimiert und das komprimierte Fluid durch die Abgabeöffnung abgeführt wird.

Um in wirksamer Weise das Fluid zu komprimieren und das komprimierte Fluid abzuführen, ist es erforderlich, daß das Orbitalspiralelement gegen das stationäre Spiralelement mit einer ausreichenden Kraft gedrückt wird. Die axiale Vorspannkraft, welche das Orbitalspiralelement gegen das stationäre Spiralelement drückt, wird durch die Differenz zwischen dem Druck in den Kompressionskammern und dem Druck erhalten, der auf die Rückseite des Orbitalspiralelements wirkt. Die Druckdifferenz wird über eine freie Verbindungsöffnung zur Einwirkung gebracht, die die Kompressionskammern mit der Rückseite des Orbitalspiralelements verbindet.

Zum Kühlen der Lager und der Gieitteile des Kompressorabschnittes ist ein Schmiermittel vorgesehen, das sich in dem abgedichteten Behälter sammelt. Das Schmiermittel wird jedem Lager über Ölleitungen zugeführt, die in der Kurbelwelle ausgebildet sind, und zwar durch die Druckdifferenz zwischen einem Zwischendruck und einem Hochdruck. Das Öl fließt dann in eine Gegendruckkammer auf der Rückseite des Orbitalspiralelements. Das in die Gegendruckkammer fließende Schmiermittel wird daraus in geegineter Menge in die Kompressionskammern über die Verbindungsöffnung während des Betriebs abgegeben und in dem komprimierten Gas mitgenommen, so daß es mit dem Gas zirkuliert. Ein solcher abgedichteter elektrischer Kompressor, der eine Ausführungsform einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise darstellt, ist beispielsweise in der JP-OS 73 886/82 beschrieben.

Bei einer Strömungsmaschine in der vorstehend beschriebenen Spiralbauweise wird das in die Gegendruckkaitimer fließende Schmiermittel in die Kompressionskammern durch die Verbindungsöffnung abgeführt, die in der Stirnplatte des Orbitalspiralelements ausgebildet ist. Wenn jedoch die Schmiermittelmenge, die den Lagern zugeführt wird, die Abführkapazität der Verbindungsöffnung überschreitet, wird die Gegendruckkammer mit Schmiermittel gefüllt, das durch ein Ausgleichsgewicht gerührt wird, was einen Energieverlust bedingt. Das Schmiermittel würde in einen freien Raum in einem äußeren Umfangsabschnitt an der Stirnplatte des Orbitalspiralelements eintreten. Wenn dieser Raum mit Schmiermittel gefüllt würde, würde das Schmiermittel durch die Orbitalbewegung des Orbitalspiralelements komprimiert, was die für den Betrieb der Vorrichtung erforderliche Leistung erhöhen würde.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Strömungsmaschine in Spiralbauweise zu schaffen, die in der Lage ist, eine Kompression des Öls im äußeren umfangsabschnitt der Stirnplatte des Orbitalspiralelements zu vermeiden, um dadurch eine Erhöhung der für den Betrieb der Vorrichtung erforderlichen Leistung zu verhindern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise mit einem stationären Spiralelement, welches eine scheibenförmige Stirnplatte und eine davon abstehende Spiralwand aufweist, und mit einem Orbitalspiralelement, welches eine scheibenförmige Stirnplatte und eine davon abstehende Spiralwanä auf v/eist, wobei die beiden Spiralelemente in klemmenden Eingriff so gehalten werden, daß die jeweiligen Spiralelemente nach innen weisen, so daß das Orbitalspiralelement eine Orbitalbewegung bezüglich des stationären Spiralelements ausführen kann, ohne sich um seine Achse zu drehen, während das stationäre Spiralelement an seinem Mittelabschnitt mit einer Abgabeöffnung und an seiner äußeren Umfangsflache mit einer Ansaug-

Öffnung versehen ist, um Gas durch die Ansaugöffnung anzusaugen und in einen agedichteten Raum strömen zu lassen, der zwischen den beiden Spiralelementen begrenzt ist, und sein Volumen während des Betriebs zu reduzieren, um dadurch das Gas zu einem komprimierenden Gas zu komprimieren, welches durch die Abgabeöffnung abgeführt wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen einer äußeren Umfangsfläche der Stirnplatte des Orbitalspiralelements und einer Wand, die der äußeren Umfangsflache zugewandt ist, ein freier Raum gebildet ist, dessen Volumen fortlaufend verändert wird, wenn das Orbitalspiralelement sich bei der Ausführung seiner Orbitalbewegung bewegt, wobei wenigstens ein Druckfreigaberaum vorgesehen ist, der mit dem freien Raum in Verbindung steht, um ζweckmäßigerweise eine Fluidabgabe aus dem freien Raum zu bewirken, damit eine Kompression des Fluids verhindert wird.

Der hier verwendete Ausdruck "Fluidabgabe" bezieht sich nicht nur auf die Abgabe von Fluid in den anderen Raum, d. h. in einen Raum auf der Niederdruckseite oder eine Kompressionskammer, sondern auch auf den Fluidstrom von einem Abschnitt des freien Raums mit geringer Größe zu einem größeren Abschnitt dieses freien Raums. Mit anderen Worten umfaßt der Ausdruck "Fluidabgabe" die Abgabe von Fluid aus einem freien Raum mit geringer Größe in einen freien Raum mit gesteigerter Größe.

Erfindungsgemäß ist wesentlich, ein Fluid abzugeben oder das Fluid zu veranlassen, so schnell wie möglich aus dem Abschnitt mit geringster Größe des freien Raums, der sein Volumen nacheinander ändert, wenn das Orbitalspiralelement sich bei der Ausführung einer Orbitalbewegung bewegt, in einen anderen Raum mit gesteigerter Größe zu fließen. Zu diesem Zweck wird bevorzugt, den Abschnitt des freien Raums mit geringster Größe in direkte Verbindung mit dem Raum mit gesteigerter Größe bzw. den großen Raum zu bringen.

Um jedoch den Fluidstrom aus dem Abschnitt des freien Raums mit geringster Größe zu erleichtern, kann das Fluid zuerst zu einem Raum geführt werden, der einem solchen Raum mit gesteigerter Größe oder einem Abschnitt des freien Raums mit gesteigerter Größe entspricht, der durch die Orbitalbewegung des Orbitalspiralelementes geschaffen wird, wobei dann das Fluid in eine Kompressionskammer oder einen Raum auf der Niederdruckseite eingeführt werden kann.

Die Fluidabgabe kann jederzeit kontinuierlich erfolgen. Abhängig vom Betriebszustand kann die Fluidabgabe auch intermittierend durchgeführt werden. Eine intermittierende Fluidabgabe erfolgt so, daß eine Leitung, die in dem stationären Spiralelement oder der Stirnplatte des Orbitalspiralelementes ausgebildet wird, geöffnet und geschlossen wird, während sich das Orbitalspiralele-nent bei der Durchführung seiner Orbitalbewegung bewegt.

Dadurch, daß ein Druckfreigaberaum für die schnelle Reduzierung des Fluidvolumens in dem Abschnitt mit geringer Größe des freien Raums vorgesehen wird, wird auf jeden Fall verhindert, daß das Fluid komprimiert wird, so daß die für den Antrieb der Vorrichtung erforderliche Leistung verringert werden kann.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 im Axialschnitt eine Strömungsmaschine in Spiralbauweise in Form eines abgedichteten elektrischen Kompressors,

Fig. 1a in einer Ansicht des freien Raums, der durch die Orbitalbewegung des Orbitalspiralelements gebildet wird, den Fluiddruckanstieg in diesem Raum, wenn das Fluid aufgrund der Orbitalbewegung komprimiert wird,

Fig. 2 in einer Einzelheit in der Draufsicht den mit einer Umfangsnut längs des gesamten Außenumfangs versehenen Rahmen,

Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Rahmen mit einer Vielzahl von ümfangsnuten, die getrennt längs seines Außenumfangs positioniert sind,

Fig. 5 den Schnitt V-V von Fig. 4,

Fig. 6 in einer Draufsicht den Rahmen mit einer Vielzahl von Aussparungen, die getrennt längs seines äußeren Urafangs angeordnet sind,

Fig. 7 den Schnitt VII-VII von Fig. 6,

Fig. 8 in einer Einzelheit die Stirnplatte des Orbitalspiralelements in einer Schnittansicht mit einer Aussparung,

Fig. 9 in einer Einzelheit in der Draufsicht den Rahmen mit einer Vielzahl von Nuten an seinem Außenumfang,

Fig. 1o den Schnitt X-X von Fig. 9,

Fig. 11 in einer Einzelheit in der Draufsicht den Rahmen mit einer Vielzahl von Aussparungen, die einzeln längs seines Außenumfangs angeordnet sind, wobei sich längs des gesamten Außenumfangs eine Nut und eine Vielzahl von radialen Nuten erstrecken.

Fig. 12 den Schnitt XII-XII von Fig. 11,

Fig. 13 in einer Einzelheit in der Draufsicht die Rückseite der Stirnplatte des Orbitalspiralelements, die mit einer Vielzahl von Nuten versehen ist/

Fig. 14 den Schnitt XIV-XIV von Fig. 13,

Fig. 15 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer Leitung für die Verbindung des freien Raums mit dem Niederdruckraum,

Fig. 16 in einer Einzelheit im Schnitt die Stirnplatte des Orbitalspiralelements mit einer Leitung für die Verbindung des freien Raums mit dem Niederdruckraum,

Fig. 17 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer Leitung zur Verbindung des freien Raums mit der Kompressionskammer,

Fig. 18 in einer Einzelheit im Schnitt das Orbitalspiralelement, das an seiner Stirnseite eine Leitung für die Verbindung des freien Raums mit der Kompressionskammer aufweist,

Fig. 19 in einer Einzelheit im Schnitt das Orbitalspiralelement, das an seiner Stirnplatte mit einer geneigten Leitung zur Verbindung eines Spaltes zwischen der Rückseite der Stirnplatte und der Unterseite des Rahmens geneigt ist,

Fig. 2o in einer Einzelheit in der Draufsicht den Rahmen, der mit Nuten gemäß Fig. 2 und 9 versehen ist,

Fig. 21 den Schnitt XXI-XXI von Fig. 1o, wobei die Stirnplatte des Orbitalspiralelements mit einer Leitung gemäß Fig. 18 versehen ist,

Fig. 22 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer mit dem freien Raum verbundenen Leitung, die intermittierend geöffnet und geschlossen werden kann,

Fig. 23 in einer Ansicht wie Fig. 22 die Leitung in der Schließstellung,

Fig. 24 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement in einer anderen Ausfuhrungsform der Leitung von Fig. 22,

Fig. 25 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer- gegenüber Fig. 22 anders, nämlich geneigt angeordneten Leitung,

Fig. 26 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer Modifizierung der Leitung von Fig. 24,

Fig. 27 in einer Einzelheit im Schnitt das Orbitalspiralelement, das an seiner Stirnplatte mit 'einer Leitung verbunden ist, die intermittierend mit dem freien Raum in Verbindung steht,

Fig. 28 in einer Ansicht wie Fig. 27 die intermittierend mit dem freien Raum verbundene Leitung in geneigter Position,

Fig. 29 in einer Einzelheit im Schnitt das stationäre Spiralelement mit einer Leitung, die den freien Raum mit der Kompressionskammer verbindet,

Fig. 3o in einer Einzelheit im Schnitt den Rahmen mit einer Leitung, welche die Kompressionskammer mit einer Nut verbindet, die an der Unterseite des Rahmens ausgebildet ist,

Fig. 31 in einer Einzelheit im Schnitt den Rahmen, der mit einer intermittierend mit der'Kompressionskammer verbundenen Leitung versehen ist,

Fig. 32 in einer Ansicht wie Fig. 31 eine andere Ausführungsform der Leitung und

Fig. 33 in einer Einzelheit im Schnitt den Rahmen und das Orbitalspiralelement, dessen Stirnplatte an seiner Rückseite mit einer Nut versehen ist, die mit der auf der Unterseite des Rahmens ausgebildeten Nut in Verbindung steht.

Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, bilden ein Orbitalspiralelement 1 mit einer scheibenförmigen Stirnplatte 1a und einer davon abstehenden Spiralwand 1b, ein stationäres Spiralelement 2 mit einer scheibenförmigen Stirnplatte 2a und einer davon abstehenden Spiralwand 2b und ein Rahmen 3 einen Kompressorabschnitt einer Baueinheit, bei welcher das Orbitalspiralelement 1 und das stationäre Spiralelement 2 ineinandergreifen bzw. miteinander kämmen. Der Kompressorabschnitt ist in einen Zylinder 4 eingepaßt und daran befestigt, der einen abgedichteten Behälter bildet. In einer Gegendruckkammer 17, die an der Rückseite der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 zwischen dem Orbitalspiralelement 1 und dem Rahmen 3 ausgebildet ist, sind ein Oldhamkeil 5 und ein Oldhamring 6 in Gleiteingriff miteinander angeordnet. Ein exzentrischer Schaftabschnitt 7a einer Kurbelwelle 7 steht über ein Schwinglager 8 mit dem Orbitalspiralelement

1 in Eingriff. Zwischen den Stirnplatten 1a und 2a des Orbitalspiralelements 1 bzw. des stationären Spiralelements

2 wird ein abgedichteter Raum 9 gebildet, wenn die Spiralwände 1b und 2b ineinandergreifen. Der abgedichtete Raum 9 hat eine Vielzahl von Kompressionskammern 23o (Fig. 17), deren Volumina nacheinander verringert werden, während sie abwechselnd in Verbindung mit einer Abgabeöffnung 2o gebracht werden, die in einem Mittelabschnitt der Stirnplatte 2a des stationären Spiralelements 2 ausgebildet ist.

Die Abgabeöffnung 1o mündet in einen Raum 11, der von einer Kammerplatte 26 begrenzt wird, welche ein Teil des abgedichteten Behälters bildet. Andder Kurbelwelle 7, die in einem oberen Hauptlager 13 und einem unteren Hauptlager 14 gelagert ist, ist ein Ausgleichsgewicht 12 befestigt. Die Kurbelwelle 7 trägt an ihrem Endabschnitt einen Rotor 15 eines . Motors, dessen Stator 16 am Rahmen -3 mit Bolzen 27 befestigt ist. In der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 ist eine Verbindungsoffnung 18 ausgebildet, um die Verbindung zwischen dem abgedichteten Raum 9 und der Gegendruckkammer 17 aufrechtzuerhalten. Durch die Kurbelwelle 7 erstreckt sich eine Ölleitung 19, die an einem Ende in einen Ölzuführabschnitt 28 am unteren Endabschnitt der Kurbelwelle 7 und am anderen Ende in eine Stirnfläche des exzentrischen Schaftabschnitts 7a mündet. Die Ölleitung 19 wird mit dem oberen Hauptlager 13 über einen Ölkanal 19a in Verbindung gehalten. Eine weitere Ölleitung 2o mündet mit einem Ende in den Ölzuführabschnitt 28 am unteren Endabschnitt der Kurbelwelle 7 und mit dem anderen Ende in das untere Hauptlager 14 über einen weiteren Ölkanal 2oa. Durch die Wand des Zylinders 4 erstreckt sich ein Ansaugrohr 23, das mit einem Ende mit einer Einrichtung auf der Niederdruckseite verbunden ist, beispielsweise einem Verdampfer, und mit dem anderen Ende in eine Bohrung 3o in der Wand des stationären Spiralelements 2 eingeführt ist. Das Ansaugrohr 23 ist in eine Schweißung 4a mit dem Zylinder 4 verbunden. In' die Bohrung 3o ist ein rohrförmiger Kanal 29 eingeführt und daran befestigt, der eine Verbindung mit einer Ansaugöffnung 24 herstellt, die ihrerseits mit der Neiderdruckseite des abgedichteten Raums 9 in Verbindung steht. Der abgedichtete Behälter hat ein Schmiermittel 35, das sich in seinem unterem Abschnitt sammelt. Durch die Wand des Zylinders 4 erstreckt sich ein Abgaberohr 36. An einer Kappe der Kammerplatte 26 ist eine Klemme 37 für den Anschluß an eine Energiequelle angebracht. Mit dem Kompressorabschnitt in der beschriebenen Bauweise sind zur Bildung eines Kühlkreislaufes ein Verdampfer 4o, ein Expan-

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sionsventil 41 und ein Kondensator 42 verbunden.

In Betrieb des Spiralkompressors wird das Orbitalspiralelement 1 von einem Motor über die Kurbelwelle 7 so angetrieben, daß es eine Orbitalbewegung ausführt, wodurch Gas aus dem Verdampfer 4o auf der Niederdruckseite über das Ansaugrohr 23 in den abgedichteten Raum 9 gesaugt wird. Das Gas wird zu einem Gas mit hoher Temperatur und hohem Druck komprimiert, das durch die Abgabeöffnung 1o in den Raum 11 in der Kammerplatte 26 abgeführt wird. Das Öl enthaltende komprimierte Gas strömt durch einen Kanal 32 in eine Kammer, in der sich der Motor befindet.

Der Motor hat aufgrund der infolge seiner Rotation erzeugten Wärme eine Temperatur, die höher ist als die des komprimierten Gases, so daß der Motor, wenn er mit dem Gas in Kontakt gebracht wird, gekühlt wird. Das in dem Gas mitgeführte Öl wird aus dem Gas abgetrennt, wenn es in Kontakt mit dem Motor und anderen Teilen gebracht wird. Es sammelt sich in einem Ölsumpf am Boden des abgedichteten Behälters, während das Gas, von dem der Hauptteil des mitgeführten Öls abgetrennt ist, durch das Abgaberohr 36 in den Kondensator 42 strömt, wo es einem Wärmeausta sch, beispielsweise mit Außenluft, unterworfen wird, und durch Abgabe von Wärem verflüssigt wird. Das sich im flüssigen Zustand befindliche Fluid wird dann durch Druckreduzierung im Expansionsventil 41 zu einem Gas mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck expandiert, das in den Verdampfer 4o strömt, wo es durch seine Kühlwirkung beispielsweise Luft abkühlt. Nach Ausführung dieser Kühlwirkung wird das Gas wieder durch das Ansaugrohr 23 in den Spiralkompressor ür die erneute Komprimierung angesaugt.

Inzwischen wird das Schmiermittel 35 aus dem Ölzuführabschnitt 28 aufgrund des Druckunterschieds zwischen dem durch den Kompressorbatrieb erzeugten hohen Druck innerhalb

des abgedichteten Behälters und dem in der Gegendruckkamner 17 vorherrschenden Zwischendruck angesaugt und durch die Ölleitungen 19 .und 2o und die Ölkanäle 19a und 2oa in das obere Hauptlager 13 und das untere Hauptlager 14 sowie das Schwinglager 8 für deren Schmierung geführt. Nach der Schmierung der Lager sammelt sich das Öl in der Gegendruckkammer 17 und wird daraus durch die Verbindungsöffnung 18, die die Gegendruckkammer 17 mit dem abgedichteten Raum 9 verbindet, in diesen Raum geführt, wo es zusammen mit dem Gas komprimiert wird.

Während dieses Vorgangs sickert sich in der Gegendruckkammer 17 sammelndes Schmiermittel durch einen schmalen Spalt zwischen der Unterseite 51 der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 und der Unterseite 34 des Rahmens 3 in einen freien Raum bzw. Zwischenraum 5o zwischen einer äußeren Umfangsflache 52 der Stirnplatte la des Orbitalspiralelements und einer ihr zugewandten Wand 33 des Rahmens 3 (Fig. 1a). Der Zwischendruck des Gases und des Öls in der Gegendruckkammer 17 liegt an der Unterseite 51 der Stirn-So platte 1a an, wodurch diese gegen die Stirnplatte 2a des stationären Spiraleleinents 2 gedrückt wird. Somit möchte sich die Unterseite 51 von der Unterseite 34 wegbewegen, der Spalt daziwschen ist jedoch auf einen sehr kleinen Wert beschränkt, auch wenn sich die Flächen voneinander trennen.

wie aus Fig. 1a zu ersehen ist, ändert der Spielraum bzw. freie Raum 5o seine Form zwischen der Wand 33 des Rahmens und der äußeren Umfangsflache 52 der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements. Die Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 hat eine Mitte 53, die eine Orbitalbewegung in Richtung des Pfeils in Fig. 1a um eine Mitte 54 des Rahmens 3 umläuft. Wenn sich die Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelementes 1 in Fig. 1a in die rechte Stellung bewegt, hat der freie Raum 5o eine minimale Größe in der Nähe eines Punkts 55 und eine maximale Größe in der Nähe eines Punkts 56,

der dem Punkt 55 diametral gegenüberliegt. Wenn das Orbitalspiralelemen 1 seine Orbitalbewegung ausführt, wird der freie Raum 5o an einer Stelle 57, die der Stelle 55 bezogen auf die Richtung der Orbitalbewegung des Spiralelements 1 nachgeordnet ist, allmählich kleiner, und an einer Stelle 58, die der Stelle 55, bezogen auf die Richtung der Orbitalbewegung des Spiralelements 1 vorgeordnet ist, größer. Wenn also Öl in den freien Raum 5o strömt, wird es in der Nähe der Stelle 57 komprimiert, an welcher der freie Raum 5o mit der Orbitalbewegung des Orbitalspiralelements 1 kleiner wird, wodurch der Druck auf ein höheres Niveau als in der Nähe der anderen Stellen ansteigt. Diese Erscheinung ist in einem Abschnitt des freien Raums 5o, der dem Punkt 55 mit minimaler Größe nachgeordnet ist, markiert. Der Druck steigt in diesem Abschnitt auf die maximale, durch den Pfeil 6o gezeigte Größe, wodurch eine Kraft erzeugt wird, die in eine Richtung wirkt, die zur Richtung der Orbitalbewegung des Orbitalspiralelements 1 entgegengesetzt ist. Damti das Orbitalspiralelement 1 seine Orbitalbewegung unter Überwindung dieser Gegenkraft ausführen kann, ist eine zusätzliche Antriebskraft erforderlich, die am Orbitalspiralele ent 1 angreifen muß.

Durch Freigabe des Öls, und zwar so schnell wie möglich, aus dem Abschnitt des freien Raums 5o mit minimaler Größe ist es somit möglich, die Kompression des Öls zu verhindern, wodurch die Notwendigkeit entfällt, eine zusätzliche Antriebskraft aufbringen zu müssen.

Fig. 2 und 3 zeigen nun Einrichtungen, die es ermöglichen, das Öl so schnell wie möglich aus der Nähe der Stelle 55 mit minimaler Größe des freien Raums 5o in einen Raum mit größerem Volumen abzuführen. Der Rahmen 3 ist dafür mit einer Ringnut 7o an seiner Unterseite 34 versehen, so daß das Öl in der Nähe der Stelle 55 mit minimaler Größe durch die Nut 7o in die Nähe der Stelle 56 mit maximaler Größe fließt, wodurch vermieden wird, daß Öl in der Nähe der

Stelle 55 mit minimaler Größe komprimiert wird. Die Nut 7o und der übrige großvolumige Raum wirken als Druckfreigaberaum zur Unterbindung der Kompression des Fluids.

Gemäß Fig. 3 ist zwischen der Unterseite 51 der Stirnplatte 1a und des Orbitalspiralelements 1 und der Unterseite 34 des Rahmens 3 ein großer Spalt ausgebildet. ,Dieser Spalt ist in der Praxis jedoch sehr klein. In Fig. 3 ist er übertrieben groß dargestellt, um die Wirkung des Zwischendrucks in der Gegendruckkammer 17 zu veranschaulichen, wodurch nämlich die Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 gegen die Stirnplatte 2a des stationären Spiralelements 2 gedrückt wird. Zum Festlegen des stationären Spiralelements 2 am Rahmen 3 sind Bolzenlöcher 61 für das Einsetzen von Bolzen vorgesehen.

Bei der in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsvorm besteht die Einrichtung zum Abführen des Öls aus der Nähe der Stelle 55 mit minimaler Größe aus einer Vielzahl von Umfangsnuten 71, die einzeln an der Unterseite 34 des Rahmens 3 anstelle der Ringnut 7o von Fig. 2 und 3 angeordnet sind. Die einzelnen bzw. getrennten Umfangsnuten 71 üben die gleiche Funktion wie die Ringnut 7o aus.

Bei der Ausführungsform von Fig. 6 und 7 besteht die Einrichtung, zum Abführen des Öls aus der Nähe der Stelle 55 mit minimaler Größe aus einer Vielzahl von Aussparungen 8o, die einzeln bzw. getrennt längs der Wand 33 des Rahmens 3 angeordnet sind und Druckfreigaberäume bilden, die in Verbindung mit der Umgebung der Stelle 55 mit minimaler Größe gehalten sind. Durch die einzelnen Aussparungen 8o kann die Wirkung der Druckfreigabe erreicht werden.

Fig. 8 zeigt eine Aussparung 9o an einer Ecke der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 zwischen seiner Unterseite 51 und seiner äußeren Umfangsflache 52, die

sich längs des gesamten Umfangs der Stirnplatte 1a erstreckt.

Fig. 9 und 1o zeigen eine Einrichtung für die Abgabe des komprimierten Fluids in die Gegendruckkammer 17, die eine Vielzahl von radialen Nuten 1oo aufweist/ welche in der Unterseite 34 des Rahmens 3 ausgebildet und in Verbindung mit der Gegendruckkammer 17 gehalten sind, die als Druckfreigaberaum dient. Wenn sich die Stirnplatte 1a nahe bei der Stelle 55 mit minimaler Größe in die Nähe der Wand 33 des Rahmens 3 bewegt, strömt Öl durch die Nuten 1oo in die Gegendruckkammer 17.

Fig. 11 und 12 zeigen eine Kombination der Ringnut 7o von Fig. 2 und 3 und der Aussparungen 8o von Fig. 6 und 7.

Fig. 13 und 14 zeigen eine Vielzahl von Nuten 11o, die an der Unterseite 51 der Strinplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 für die Abgabe des Öls in die Gegendruckkammer 17 ausgebildet sind.

Fig. 15 zeigt eine Verbindungsleitung 2oo, die in dem stationären Spiralelement 2 ausgebildet ist und zwei Enden aufweist. Das eine Ende mündet in der Nähe der Stelle 55 mit minimaler Größe oder der Stelle 56 mit maximaler Größe des freien Raums 5o. Das andere Ende mündet in den abgedichteten Raum 9, bei dem es sich um einen Raum mit niedrigerem Druck handelt. Die Leitung 2oo weist einen Verschlußstopfen 2o1 auf. Zur Abdichtung zwischen der Unterseite 51 der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 und der Unterseite 34 des Rahmens 3 ist ein labyrinth 2o2 vorgesehen, um zu verhindern, daß Öl im Übermaß in den Abschnitt mit niedrigerem Druck abgegeben wird. Die Verbindungsleitung 2oo mündet an der Stelle 2o3 in den freien Raum 5o und bringt nacheinander alle Stellen von der Stelle 55 mit minimaler Größe bis zur Stelle 56 mit

maximaler Größe in dem freien Raum 5o, der seine Form ändert, wenn das Orbitalspiralelement 1 seine Orbitalbewegung ausführt, in Verbindung mit dem abgedichteten Raum 9.

Fig. 16 zeigt eine Verbindungsleitung 2o4, die in der Stirnplatte 1a des Orbxtalspiralelements 1 ausgebildet ist. Bei dieser baulichen Ausführung ist es nicht nötig, diese Leitungen mit Stopfen nach ihrer Herstellung zu verschließen.

Fig. 17 zeigt eine Verbindungsleitung 2o5, die sich durch die Stirnplatte 2a des stationären Spiralelements 2 hindurcherstreckt und mit einer Kompressionskammer 23o in Verbindung steht. Diese bauliche Ausgestaltung hat den Vorteil, daß eine Verringerung des Volumenwirkungsgrads vermieden werden kann, da das Fluid in das zu komprimierende Fluid abgegeben wird.

Fig. 18 zeigt eine Verbindungsleitung 2o6, die in der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 ausgebildet ist und eine Verbindung mit der Kompressionskammer 23o herstellt. Diese Ausführungsform beseitigt die Notwendigkeit, in die Leitungen Stopfen einzusetzen.

Bei der Ausführungsform der Figuren 17 und 18 wird das Fluid in die Kompressionskammer 23o abgeführt, so daß keine Notwendigkeit besteht, ein Labyrinth vorzusehen, um zu vermeiden, daß überschüssiges Öl abgeführt wird, wodurch der Aufbau vereinfacht werden kann.

Fig. 19 zeigt eine geneigte Verbindungsleitung 2o7, die sich durch die Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 hindurcherstreckt und mit einem Ende an einer Zwischenfläche zwischen der Unterseite 51 der Stirnplatte 1a und der Bodenfläche 34 des Rahmens 3 und mit seinem anderen Ende in den abgedichteten Raum 9 mündet, bei dem es sich

um einen Raum mit niedrigerem Druck handelt. Bei dieser Ausgestaltung wird das offene eine Ende der Verbindungsleitung 2o7 geschlossen, wenn die Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 außer Kontakt mit der Stirnplatte 2a des stationären Spiralelements 2 gebracht wird und wenn seine Unterseite 51 in Kontakt mit der Bodenfläche 34 des Rahmens 3 gebracht wird, so daß die Abgabe von öl aufhört und das Volumen des abgeführten Öls gesteuert werden kann.

Fig. 2o und 21 zeigen eine Ausgestaltung, die äußerst zweckmäßig ist und aus einer Kombination der Ausführungsformen der Figuren 2, 9 und 18 besteht. Es hat sich gezeigt, daß diese Ausführungsform, wie sie in den Figuren 2o und 21 gezeigt ist, den Kompressor in Spiralbauweise mit minimal eingespeister Leistung für seinen Antrieb arbeiten läßt.

Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wird das Öl in dem freien Raum 5o daraus abgeführt oder darin in einem konstanten Volumen zu allen Zeiten während des Betriebs strömen gelassen.

Bei den folgenden Ausführungsformen erfolgt die Abgabe des Öls intermittierend oder stark eingeschränkt. Durch diese starke Einschränkung der ölabgabe ist es möglich, eine übermäßige ölabführung aus dem freien Raum 5o zu vermeiden.

Bei der Ausführungsform von Fig. 22 und 23 ist in dem stationären Spiralelement 2 eine Verbindungsleitung 3o1 ausgebildet, die ein Ende 3oo aufweist, das von der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1, wenn es seine Orbitalbewegung ausführt, geöffnet und geschlossen wird. Die Verbindungsleitung 3o1 steht mit ihrem gegenüberliegenden Ende mit dem abgedichteten Raum 9 in Verbindung, bei dem es sich um einen Raum mit niedrigerem

handelt. In Fig. 22 ist das Ende 3oo in Verbindung mit dem freien Raum 5o in der Nähe der Stelle 56 mit maximaler Größe gezeigt. In Fig. 23 ist das Ende 3oo von der Stirnplatte 1a geschlossen, da es sich in der Nähe der Stelle 55 mit minimaler Größe des freien Raums 5o befindet. Dadurch, daß das Ende 3oo der Verbindungsleitung 3o1 zyklisch in die beiden in Fig. 22 und 23 gezeigten Stellungen gebracht wird, ist es möglich, intermittierend Öl aus dem freien Raum 5o in den Raum auf der Niederdruckseite abzugeben. Mit 3o2 ist ein Stopfen bezeichnet.

In Fig. 22 mündet die Verbindungsleitung 3o1 in eine Aussparung 3o3, welche an dem ortsfesten Spiralelement 2 ausgebildet ist und die eine Öffnung hat, die im wesentlichen die gleiche Fläche aufweist, wie die nahe Umgebung der Stelle 56 mit maximaler Größe des freien Raums 5o. Wenn also die Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 sich in der Figur 24 nach rechts bewegt, wird die Öffnung der Aussparung 3o3 in der Fläche verringert, so daß der Durchgang durch die Leitung 3o1 in der Querschnittsfläche verringert wird, was eine Beschränkung des aus dem freien Raum 5o abgeführten Ölvolumens bedeutet.

Als Einrichtung zum intermittierenden Abführen von Öl aus dem freien Raum 5o kann, wie in Fig. 25 gezeigt ist, eine geneigte Verbindungsleitung 3o4 vorgesehen werden, v/as eine geringere Herstellungszeit und einen reduzierten Arbeitsaufwand als bei der Ausführungsform der Figuren 22 und 23 bedeutet.

Fig. 26 zeigt eine Kombination aus einer geneigten Verbindungsöffnung 3o4 gemäß Fig. 25 mit der Aussparung 3o3 von Fig. 24.

Fig. 27 zeigt die Ausbildung einer Verbindungsleitung 3o5 in der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1, wobei eine Öffnung 3o6 vorgesehen ist, die in und außer

Verbindung mit dem abgedichteten Raum 9, bei dem es sich um einen Abschnitt mit niedrigerem Druck handelt, durch die Unterseite des stationären Spiralelements 2 gebracht wird. Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, das ölvolumen zu steuern, das aus dem freien Raum 5o abgeführt wird, und zwar dadurch, daß das öl intermittierend abgeführt wird. Die Leitung 3o5 von Fig. 27 kann geneigt ausgeführt sein, wie dies in Fig. 28 gezeigt ist, was die
Fertigung erleichtert, da die Leitung in einem einzigen Arbeitsschritt hergestellt werden kann.

Bei den Ausführungsformen der Figuren 29 bis 32 wird das Öl aus dem freien Raum 5o in die Kompressionskammer 23o abgeführt. Gemäß Fig. 29 ist eine Verbindungsleitung 3o7 in der Stirnplatte laades Orbitalspiralelements 1 ausgebildet. Die Aussparung 3o3, die abwechselnd mit den Stellen 55 und 56 von minimaler bzw. maximaler Größe in Verbindung kommt, ist an dem stationären Spiralelement 2 ausgebildet, so daß die Öffnungsfläche der Aussparung 3o3 durch die Orbitalbewegung des Orbitalspiralelements 1

verändert wird, was eine Steuerung des Volumens des aus dem freien Raum 5o abgeführten Öls bewirkt.

Bei der Ausführungsform von Fig. 3o ist eine Verbindungsleitung 3o8 mit einer Öffnung 3o9 vorgesehen, die in der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 ausgebildet

ist und abwechselnd über den Stellen 55 und 56 von minimaler bzw. maximaler Größe des freien Raums 5o über eine Nut 31 ο in Verbindung gebracht wird, die an der Bodenfläche des Rahmens 3 ausgebildet ist. Bei dieser Anordnung wird die Öffnung 3o9 geöffnet und geschlossen, wenn das Orbitalspiralelement 1 seine Orbitalbewegung ausführt.

Bei der Ausgestaltung von Fig. 31 ist in dem stationären Spiralelement 2 eine Verbindungsleitung 311 ausgebildet, der ein Stopfen 312 zugeordnet ist.

Bei der Ausgestaltung von Fig. 32 ist in dem stationären Spiralelement 2 eine Verbindungsleitung 314 vorgesehen, die abwechselnd in Verbindung mit den Stellen 55 und 56 von minimaler bzw. maximaler Größe über eine Aussparung 313 gehalten wird, welche an dem stationären Spiralelement 2 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführung ist es möglich, die Fläche des Ölkanals zu vergrößern und zu verkleinern, um das Volumen des aus dem freien Raum 5o abgeführten Öls zu steuern, ohne den Ölkanal über die öffnung der Aussparung 313 vollständig zu blockieren.

Fig. 33 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher eine Nut 11o an der Unterseite 51 der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 ausgebildet und in Verbindung mit der Nut 31o in der Bodenfläche des Rahmens 3 gehalten ist. Bei dieser Ausführung unterliegt die Öffnungsfläche, welche die Nuten 11o und 31 ο miteinander in Verbindung hält, einer Änderung, wenn das Orbitalspiralelement 1 seine Orbitalbewegung ausführt, wodurch eine Steuerung des Volumens des in die Gegendruckkammer 17 abgeführten Öls bewirkt werden kann.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ist das Einströmen und Abführen eines Fluids aus einem freien Raum in einen Raum mit großem Volumen mit den erwähnten Einrichtungen zum Abführen von Öl aus dem freien Raum 5o möglich, der zwischen der Wand 33 des Rahmens 3 und der äußeren Umfangsflache 52 der Stirnplatte 1a des Orbitalspiralelements 1 gebildet wird. Dadurch kann ein Leistungsanstieg verhindert werden, der für den Betrieb des Kompressors in Spiralbauweise erforderlich wäre, wenn das öl komprimiert würde.

Claims

ν. FÖN ER EBBINGHAUS FINCK

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

MARIAHILFPLATZ 2 & 3, MÖNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 O1 6O, D-8O0O MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. DEAC-31510.6

13. Dezember 1983

Strömungsmaschine in Spiralbauweise

Patentansprüche

1. Strömungsmaschine in Spiralbauweise mit einem stationären Spiralelement, welches eine scheibenförmige Stirnplatte und eine davon abstehende Spiralwand aufweist, mit einem Orbitalspiralelement, welches eine scheibenförmige Stirnplatte mit einer davon abstehenden Spiralwand aufweist, wobei die beiden Spiralelemente mit ihren nach innen weisenden Spiralwänden ineinandergreifend gehalten sind, so daß das OrbitalSpiralelement eine Orbitalbewegung bezüglich des stationären Spiralelements ausführen kann, ohne sich um seine eigene Achse zu drehen, mit einer Abgabeöffnung im Mittelabschnitt und einer Ansaugöffnung an der äußeren Umfangsfläche des stationären Spiralelements, um Gas durch die Ansaugöffnung anzusaugen und in einen abgedichteten Raum strömen zu lassen, der zwischen den beiden Spiralelementen gebildet wird, und um sein Volumen während des Betriebs zu verringern, wodurch das Gas komprimiert und durch die Abgabeöffnung abgeführt wird, g e kennzeichnet durch einen zwischen einer äußeren umfangsfläche (52) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) und einer der äußeren Umfangsfläche (52) zugewandten Wand (33) gebildeten freien Raum (50), dessen Volumen sich fortschreitend

ändert, wenn das Orbitalspiralelement (1) seine Orbitalbewegung ausführt, und durch wenigstens einen Druckfreigaberaum (70, 71, 80, 90, 100, 110, 200, 204, 205, 206, 301, 303, 304, 305, 307, 310, 311, 313, 314), der mit dem freien Raum (50) in Verbindung steht und für eine geeignete Fluidabgabe aus dem freien Raum (50) sorgt, um eine Kompression des Fluids zu vermeiden.

2. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Ringnut (70) aufweist, die an der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) ausgebildet ist, die ^ die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) anliegend tieren Unterseite (51) trägt (Fig. 2 und 3).

3. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Vielzahl von Umfangsnuten (71) aufweist, die einzeln an der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) angeordnet sind, die die Stirnplatte (1) des Orbitalspiralelements (1) anliegend an deren Unterseite (51) trägt, _wobei die Vielzahl von Umfangsnuten (71) in Verbindung mit dem freien Raum (50) gehalten ist (Fig. 4 und 5).

4. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Vielzahl von Urnfangsaus spar ungen (80) aufweist, die einzeln an der der äußeren Umfangsfläche (52) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) zugewandten Wand (33) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Umfangsaussparungen (80) in Verbindung mit dem freien Raum (50) gehalten ist (Fig. 6 und 7).

5. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gek enn ζ e i chne t, daß der Druckfreigaberaum eine Aussparung (90) aufweist, die an einer Ecke der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1a) zwischen seiner Unterseite (51) und

seiner äußeren Umfangsflache (52) ausgebildet ist und . mit dem freien Raum (50) in Verbindung steht (Fig.8).

6. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Vielzahl von radialen Nuten (100) aufweist, die an der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) anliegend an die Unterseite (51) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet sind und in Verbindung mit dem freien Raum (50) gehalten werden, und daß ein Raum (17) auf der Rückseite der Stirnplatte (1a) des OrbitalSpiralelements (1) in Verbindung mit den radialen Nuten (100) gehalten ist (Fig. 9 und 10).

7. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Vielzahl von Umfangsaussparungen (80), die einzeln an der der äußeren Umfangsfläche

(52) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) zugewandten Wand (33) angeordnet und in Verbindung mit dem freien Raum (50) gehalten sind, eine erste Nut (70), die sich längs des gesamten Umfangs der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) erstreckt, die die Stirnplatte (10) des Orbitalspiralelements (1) anliegend an deren Unterseite (51) für eine Verbindung mit dem freien Raum (50) trägt, eine Vielzahl von zweiten Nuten (100), die radial an der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) angeordnet und in Verbindung mit der ersten Nut (70) gehalten ist, und einen Raum (17) auf der Rückseite der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) aufweist, der in Verbindung mit den zweiten Nuten (100) gehalten ist (Fig. 11 und 12).

8. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Vielzahl von radialen Nuten (110), die an einer Unterseite (51) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet und in Verbindung mit dem freien Raum (50) gehalten sind, und einen Raum (17) auf der Rückseite der Stirnplatte (la) des Orbitalspiralelements (1) aufweist, der in Verbindung mit den radialen Nuten (110) gehalten ist (Fig. 13 und 14)-

9. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (200), die in dem stationären Spiralelement (2) ausgebildet und ' in Verbindung mit dem freien Raum (50) gehalten ist, und einen Raum (9) mit niedrigerem Druck aufweist, der mit der Verbindungsleitung (200) verbunden ist (Fig. 15).

10. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (204), die in der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet ist und in Verbindung mit dem freien Raum (50) steht,und einen Raum (9) mit niedrigerem Druck aufweist, der mit der Verbindungsleitung (204) verbunden ist (Fig. 16).

11. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (205), die in dem stationären Spiralelement (2) ausgebildet ist und mit dem freien Raum (50) in Verbindung steht, und einen Kompressionskammerraum (230) aufweist, der mit der Verbindungsleitung (205) verbunden ist (Fig.17).

12. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (206) , die in der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet ist und in Verbindung mit dem freien Raum

(50) steht, und einen Kompressionskammerraum (230) aufweist, der mit der Verbindungsleitung (206) verbunden ist (Fig. 18).

13. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (207), die in der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet ist und an einer Zwischenfläche zwischen der Unterseite (51) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) und der Bodenfläche (32) des Rahmens (3) angrenzend an die Unterseite (51) mündet, und einen Raum (9) mit niedrigerem Druck aufweist, der mit der Verbindungsleitung (207) verbunden ist (Fig. 19).

14. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, < dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine erste Nut (70), die sich längs des gesamten Umfangs der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) erstreckt, die die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) anliegend an deren Unterseite (51) für eine Verbindung mit dem freien Raum (50) trägt, eine Vielzahl von zweiten Nuten, die radial an der Bodenfläche (34) des Rahmens (3) angeordnet sind und in Verbindung mit der ersten Nut (70) stehen, eine

Verbindungsleitung (206), die in der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet ist und in Verbindung mit dem freien Raum (50) steht, und einen Kompressionskammerraum (230) aufweist, der mit der Verbindungsleitung (206) verbunden ist (Fig. 20 und 21).

15. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (301), die in dem stationären Spiralelement (2) ausgebildet ist und von einer Fläche (300) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) für eine intermittierende Verbindung mit dem freien Raum (50) geöffnet und geschlossen wird, und einen Raum mit niedrigerem Druck aufweist, der mit der Verbindungsleitung (301) verbunden ist (Fig. 22 und 23).

16. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennz e ichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Aussparung (303), die an der Unterseite des stationären Spiralelements (2) ausgebildet und in Kontakt mit der Stirnplatte (la) des Orbitalspiralelements (1) für eine Verbindung mit dem freien Raum (50) derart gebracht wird, daß die Fläche ihrer Öffnung durch die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) bei der Ausführung der Orbitalbewegung vergrößert und verkleinert wird, eine Verbindungsleitung (301, 304), die in dem stationären Spiralelement und mit der Aussparung (303) verbunden ist, sowie einen Raum (17) mit niedrigerem Druck aufweist, der mit der Verbindungsleitung (301) verbunden ist (Fig. 24).

17. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem stationären Spiralelement (2) ausgebildete Verbindungsleitung eine geneigte gerade Leitung (304) ist (Fig. 25).

18. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem stationären Spiralelement (2) ausgebildete Verbindungsleitung eine geneigte gerade Leitung (304) ist (Fig. 26).

19. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (305), die in der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) ausgebildet ist und von einer Oberfläche des

stationären Spiralelements (2) in Kontakt mit der Stirnplatte (la) des Orbitalspiralelements (1) für eine intermittierende Verbindung mit dem freien Raum (50) geöffnet und geschlossen wird, und einen Raum 1Ö (9). mit niedrigerem Druck aufweist, der mit der Verbindungsleitung (305) verbunden ist (Fig. 27).

20. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (T) ausgebildete Verbindungsleitung eine geneigte gerade Leitung (305) ist (Fig. 28).

21. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Aussparung (303) , die an der Unterseite des stationären Spiralelements (2) ausgebildet ist, die in Kontakt mit der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) gebracht ist, und die mit dem freien Raum (50) derart verbunden ist, daß die Fläche ihrer Öffnung durch die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) bei der Ausführung seiner Orbitalbewegung vergrößert und verkleinert wird, eine Verbindungsleitung (307), die in dem Orbitalspiralelement (1) für die Verbindung mit der Aussparung (303) ausgebildet ist, und einen Kompressionskammerraum (230) aufweist, der mit der Verbindungsleitung

(307) verbunden ist (Fig. 29).

22. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Aussparung (310), die an der Bodenfläche des Rahmens (3), der anliegend an der Unter-

seite des Stirnplatte (1a) des OrbitalSpiralelements (1) vorgesehen und in Verbindung mit dem freien Raum (5o) derart gehalten ist, daß die Fläche ihrer Öffnung (3o9) durch die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) bei seiner Orbitalbewegung vergrößert und verkleinert wird, eine Verbindungsleitung (3o8), die in dem Orbitalspiralelement (1) für die Verbindung mit der Aussparung (31o) ausgebildet ist, und einen Kompressionskammerraum (23o) aufweist, der mit der Verbindungsleitung (3o8) verbunden ist (Fig. 3o).

23. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckfreigaberaum eine Verbindungsleitung (311), die in dem stationären Spiralelement (2) ausgebildet und von einer Oberfläche der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) für eine intermittierende Verbindung mit dem freien Raum (5o) geöffnet und geschlossen wird, sowie einen Kompressionskammerraum (23o) aufweist, der mit der Verbindungsleitung (311) verbunden ist (Fig. 31).

24. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Druckfreigaberaum eine Aussparung (313), die an der Unterseite des stationären Spiralelementes (2) ausgebildet ist, das in Kontakt mit der Stirnseite (1a) des Orbitalspiralelementes (1) gebracht wird, und die in Verbindung mit dem freien Raum (5o) derart steht, daß die Fläche ihrer Öffnung durch die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) bei seiner Orbitalbewegung vergrößert und verkleinert wird, eine Verbindungsleitung (314), die in dem stationären Spiralelement (2) für eine Verbindung mit der Aussparung (313) ausgebildet ist, und einen Kompressionskammerraum (23o) aufweist, der mit der Verbindungsleitung

(314) verbunden ist (Fig. 32).

— Q —

25. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckfreigaberaum eine Aussparung (31ο), die an der Bodenfläche des Rahmens (3), der angrenzend an die Unterseite (51) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements 1 angeordnet ist, und die in Verbindung mit dem freien Raum 5o derart steht, daß die Fläche ihrer Öffnung durch die Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) bei der Ausführung der Orbitalbewegung vergrößert und verkleinert wird, eine Nut (11o), die an der Unterseite (51) der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) für eine Verbindung mit der Aussparung (31o) ausgebildet ist, und einen Raum (17) auf der Rückseite der Stirnplatte (1a) des Orbitalspiralelements (1) aufweist, der mit der Nut (11o) in Verbindung steht (Fig. 33) .