DE3601674A1

DE3601674A1 - Stroemungsmaschine in spiralbauweise

Info

Publication number: DE3601674A1
Application number: DE19863601674
Authority: DE
Inventors: Hiroaki Kuno; Takao Shimizu Mizuno; Akira Murayama; Takahiro Tamura; Naoshi Uchikawa
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1985-01-23
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1986-07-24
Also published as: JPH0553953B2; JPS61169686A; KR860005984A; US4743181A; DE3601674C2; KR890000051B1

Description

Strömungsmaschine in Spiralbauweise

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine in Spiralbauweise und insbesondere einen luftdicht abgeschlossenen Kompressor in Spiralbauweise zur Verwendung in einem Fluidaggregat, wie einer Klimaanlage, einer kälteerzeugenden Vorrichtung und dergleichen, wobei der Kompressor einen Aufbau mit einem luftdicht abgeschlossenen Niederdruckbehälter aufweist, der für die Handhabung und Steuerung einer Axialkraft geeignet ist, die in den Spiralelementen des Kompressors erzeugt wird.

Wenn bei einem Kompressor in Spiralbauweise, der eine Kombination eines umlaufenden Spiralelements und eines stationären Spiralelements aufweist, von denen jedes eine Spiralwand hat, ein Gas komprimiert wird, erzeugt das komprimierte Gas eine Kraft oder Schubkraft, die so wirkt, daß die beiden Spiralelemente voneinander weg bewegt werden.

Zum Ausgleich dieser Axialkraft hat man, damit der Kompressor mit dem VerdichtungsVorgang fortfahren kann, bereits ein Verfahren vorgeschlagen, wie es aus der US-PS 9 365 941 bekannt ist. Dabei wird auf der Rückseite des umlaufenden Spiralelements eine Gegendruckkammer vorgesehen. Die Gegendruckkammer ist gegenüber anderen Abschnitten des Kompressors luftdicht abgeschlossen, um den Raum der Gegendruckkammer auf einem Zwischendruck zu halten, der höher ist als der Ansaugdruck des Kompressors, jedoch niedriger als sein Förderdruck.

Um ein solches Verfahren bei einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise anwenden zu können, bei welcher der Raum in dem luftdicht abgeschlossenen Behälter auf einem niedrigen Druck gehalten wird, muß der Kompressor jedoch so verbessert werden, daß er einen dafür mechanisch

geeigneten Aufbau hat.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Strömungsmaschine in Spiralbauweise mit einem luftdicht abgeschlossenen, auf einem niedrigen (Ansaug-)Druck gehaltenen Behälter zu schaffen, welcher einen einfachen Aufbau hat und dafür geeignet ist, mit der auf das umlaufende Spiralelement ausgeübten Schubkraft fertig zu werden bzw. sie zu regulieren, und um Schmieröl zu den Lagern des umlaufenden Spiralelements zu führen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise gelöst, die einen luftdicht abgeschlossenen Behälter aufweist, um darin einen Kompressoiabschnitt aufzunehmen, der eine Kompressionskammer aufweist, welche von einem umlaufenden Spiralelement und einem stationären Spiralelement gebildet wird, von denen jedes eine Spiralwand aufweist und die so zusammengefügt sind, daß ihre Spiralwandabschnitte ineinandergreifen. Das stationäre Spiralelement hat eine Ansaugöffnung und eine Förderöffnung für das Fluid. Auf der Rückseite einer Stirnplatte des umlaufenden Spiralelements ist ein Oldham-Ringelement vorgesehen, das es ermöglicht, daß das umlaufenden Spiralelement eine UmIaufbewegung ausführt, ohne sich um seine eigene Achse zu drehen. Mit der Rückseite der Stirnplatte des UmlaufSpiralelements ist über ein Lager für die UmIaufbewegung eine Antriebswelle verbunden. Dabei trägt ein Rahmen ein Hauptlager für die Lagerung der Antriebswelle. Der Rahmen ist fest mit dem Kompressorabschnitt verbunden. Mit der Antriebswelle ist ein Antriebsmotor verbunden. Durch den luftdicht abgeschlossenen Behälter erstreckt sich ein Kanal für die Einführung von Niederdruckfluid, um den Innenraum auf einem niedrigen Druck zu halten und dadurch eine Niederdruckkammer zu schaffen. Durch den luftdicht abge-5 schlossenen Behälter erstreckt sich weiterhin eine Förder-

öffnung für Hochdruckfluid, die von der Förderöffnung des stationären Spiralelements ausgeht.

Bei dieser Strömungsmaschine in Spiralbauweise ist erfindungsgemäß an der Rückseite des Umlaufspiralelements ein Dichtungselement vorgesehen, dessen Oberflächen in Gleitkontakt mit dem Rahmen und dem umlaufenden Spiralelement stehen, wodurch eine Kammer gebildet wird, die von der Niederdruckkammer in dem luftdicht abgeschlossenen Behälter getrennt ist. Das Oldham-Ringelement ist dabei in der abgetrennten Kammer angeordnet. Durch die Stirnplatte des umlaufenden Spiralelements erstreckt sich ein Kanal zum Einführen eines Fluids, das sich im mittleren Verdichtungsbereich befindet. Dadurch wird die abgetrennte Kammer auf einem Fluidzwischendruck gehalten, der zwischen dem Ansaugdruck und dem Förderdruck der Strömungsmaschine liegt.

Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 im Axialschnitt eine erste Ausführungsform einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise,

Fig. 2 und 3 in Draufsichten unterschiedliche Stellungen der von den ineinandergreifenden Spiralwänden des umlaufenden und des stationären Spiralelements von Fig. 1 gebildeten Kompressionskammer in Relation zu den Verbindungsöffnungen

des umlaufenden Spiralelements,

Fig. 4 und 5 in Diagrammen die Beziehung zwischen dem Spiralwinkel der Spiralwand und dem Druck in der Kompressionskammer sowie die Beziehung zwischen dem Spiralwinkel der Spiralwand und der

Position der Verbindungsöffnung,

Fig. 6 in einer Einzelheit im Schnitt eine erste

Modifizierung des Dichtungselements in Ringform,

Fig. 7 in einer Einzelheit im Schnitt eine weitere Modifizierung des Dichtungselements in Platte form und

Fig. 8 im Längsschnitt eine weitere Ausführungsform einer Strömungsmaschine in Spiralbauweise.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Strömungsmaschine ist ein Kompressorabschnitt 2 in einem luftdicht abgeschlossenen, sich vertikal erstreckenden Behälter 1 im oberen Abschnitt aufgenommen, während sich ein Motor 3 in dem Behälter 1 in einer unteren Position befindet. Der untere Bodenabschnitt 4 des Behälters 1 dient als ölsumpf.

Ein umlaufendes Spiralelement 5 des Kompressorabschnitti 2 besteht aus einer Stirnplatte 5a, von der aus eine Spiralwand 5b absteht.AnderRückseite der Stirnplatte 5a ist ein Lager 5c für die Aufnahme einer treibenden Kurbelwelle vorgesehen, die in das Lager 5c eingeführt ist. Auf der Rückseite des umlaufenden Spiralelements 5 ist weiterhin ein Öldham-Ringelement 9 vorgesehen, das ein Mittel bildet, eine Rotation des umlaufenden Spiralelements um seine eigene Achse zu verhindern.

Die Stirnplatte 5a ist auf ihrer Rückseite weiterhin mit einer Ringnut 5d versehen, in der ein Dichtungselement 5e angeordnet ist. Das Dichtungselement 5e besteht aus einem synthetischen Harz oder aus einem metallischen Material. Das Dichtungselement 5e hat einen kleineren Durchmesser als das Oldham-Ringelement 9 und befindet sich innerhalb des Bereichs, der von dem Innendurchmesser des Oldham-Ringelements 9 begrenzt wird. Somit befindet sich das Oldham-Ringelement 9 in einer Kammer 7h, die von einer Niederdruckkammer in dem luftdicht abgeschlossenen Be-

hälter 1 mit Hilfe des Dichtungselements 5e abgetrennt ist. Durch die Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements 5 gehen Verbindungsöffnungen 5f hindurch, von denen jede mit ihrem äußeren Ende im Außenumfang der Stirnplatte 5a mündet, während ihr anderes Ende mit einem Raum einer Kompressionskammer 20 in Verbindung steht, der von den Spiralwänden des umlaufenden Spiralelements 5 und eines stationären Spiralelements 6 gebildet wird.

Die Verbindungsöffnungen 5f stehen mit zwei Räumen der Kompressionskammer in Verbindung, die symmetrisch zueinander bezogen auf die Achse des umlaufenden Spiralelements begrenzt sind, wie dies in den Fig. 2 bzw. 3 gezeigt ist.

Das stationäre Spiralelement 6 hat eine Stirnplatte 6a, an der die Spiralwand 6b ausgebildet ist. In der Stirnplatte 6a ist am Außenumfang der Spiralwand 6b eine Ansaugöffnung 6c vorgesehen. In der Stirnplatte 6a ist im Mittelabschnitt der Spiralwand 6b eine Förderöffnung 6d ausgebildet. Die öffnung 6d ist mit einem Förderrohr 1b verbunden, das sich durch den luftdicht abgeschlossenen Behälter 1 erstreckt.

In dem Behälter 1 ist ein Rahmen 7 vorgesehen, der als Trennwand für eine Motorkammer 30 dient. Der Rahmen 7 besteht aus einem zweiten Rahmenelement 71, das mit Lagern 7a, 7b und 7c für die Lagerung einer Kurbelwelle 8, einem Abschnitt 7d für die Aufnahme des Oldham-Ringelements und einem ersten Rahmenelement 72 versehen ist, das eine Sitzfläche 7e für das Dichtungselement 5e hat und gegenüber den anderen Bauelementen als gesondertes Bauelement ausgebildet ist.

Das zweite Rahmenelement 71 hat an seinem unteren Ende für die Halterung des Motors 3 einen Schenkel 7f, an dem ein Motorstator 3b des Motors mit Bolzen befestigt ist.

Die Kurbelwelle 8 ist mit einem ölzuführungskanal 8a versehen, der an seinem einen Ende im Mittelabschnitt des unteren Wellenendes mündet, sich nach oben durch die Welle exzentrisch bezüglich der Achse erstreckt und mit seinem anderen Ende im oberen Ende der Kurbelwelle mündet und als ölzuführungspumpe 100 dient.

Das umlaufende Spiralelement 5 und das stationäre Spiralelement 6 sind so zusammengesetzt, daß ihre Spiralwände einander nach innen zugewandt sind. Das stationäre Spiralelement 6 ist an dem zweiten Rahmenteil 71 über das erste Rahmenteil 72 so befestigt, daß das umlaufende Spiralelement 5 zwischen dem stationären Spiralelement 6 und dem Rahmen 7 gehalten wird. An der Außenseite der Rückseite der Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements 5 wird durch das Dichtungselement 5e, das ersten Rahmenteil 72 und das stationäre Spiralelement 6 eine Kammer '.a mit Zwischendruck begrenzt. Die Kurbelwelle 8 wird von dem ersten Rahmenteil 71 gelagert. Ein exzentrischer Kurbelzapfenabschnitt 8a sitzt in dem Lager 5c des umlaufenden Spiralelements 5. An dem unteren Abschnitt der Kurbelwelle 8 ist ein Rotor 3a des Motors 3 festgelegt.

An dem luftdicht abgeschlossenen Behälter 1 ist ein Ansaugrohr 1a befestigt und dadurch angeschlosssen.

Durch das stationäre Spiralelement 6, das erste Rahmenteil 72 und das zweite Rahmenteil 71 geht ein Gaskanal 10 hindurch. Der Gaskanal 10 kann als Aussparung zwischen diesen Teilen und der Innenwand des luftdicht abgeschlossenen Behälters 1 ausgebildet sein.

Durch das als Trennwand dienende zweite Rahmenteil 71 geht ein Verbindungskanal 7g hindurch, der eine Verbindung zwischen einem Raum 7e um das Lager für die UmIaufbewegung herum und der Motorkammer 30 herstellt. Auf der Oberseite

des stationären Spiralelements 6 ist in dem luftdicht abgeschlossenen Behälter 1 ein Raum 40 ausgebildet, der mit der Motorkammer 30 über den Gaskanal 10 in Verbindung steht.

in einem Kondensator 400 wird unter Druck vom Förderrohr 1b zugeführter Kältemitteldampf mit Hilfe eines Mediums, wie Luft oder Wasser, abgekühlt, wodurch das Kältemittel bei hohem Druck zu einer Flüssigkeit kondensiert. Ein Expansionsventil 401 dient dazu, das auf diese Weise kondensierte Kältemittel expandieren zu lassen, wobei sein Druck abgesenkt wird. In einem Verdampfer 402 verdampft dann das Kältemittel, wobei es Wärme aus Luft oder Wasser absorbiert.

Fig. 2 zeigt die jeweiligen Abschnitte der Spiralwände des umlaufenden Spiralelements 5 und des stationären Spiralelements 6, wenn sie einen Raum 201 mit maximalem Volumen bilden. Fig. 3 zeigt die jeweiligen Stellungen der Spiralwände der Spiralelemente 5 und 6, wenn sie einen Raum 301 mit minimalem Volumen bilden. Fig. 4 zeigt die Druckänderungen eines Raums, die sich einstellen, wenn das Volumen des Raums vom Maximal volumen gemäß Fig. 2 zum Minimalvolumen gemäß Fig. 3 verringert wird, sowie den Verbindungszustand der Verbindungsöffnung 5f mit dem Raum, während das Volumen dieses Raums verringert wird.

In Fig. 4 ist der Spiralwinkel der Spiralwand 5b des umlaufenden Spiralelements 5 mit A. , der Spiralwinkel der Spiralwand 5b an der Stelle, an der die Spiralwand den Raum 201 mit maximalem Volumen bildet, mit/^s' und an der Stelle, an der die Spiralwand den Raum 301 mit minimalem Volumen bildet, mit A_d bezeichnet. Der Druck in der Zwischendruckkammer 7h ändert sich aufgrund der Verbindung zwischen der Verbindungsöffnung 5f und dem Raum von einem Druck, der dem Spiralwinkel Λ

der Spiralwand 5b entspricht, auf einen Druck, der dem Spiralwinkel /L+21Tgemäß Fig. 4 entspricht, wobei der mittlere Druck während einer UmIaufbewegung der Spiralwand 5b den mittleren Druck ausmacht, der dem schraffierten Bereich 401 in Fig. 4 entspricht.

Fig. 5 zeigt ähnlich wie Fig. 4 eine andere Beziehung, bei welcher die Positionen der Verbindungsöffnungen 5f näher zur Förderöffnung hin verändert sind, so daß sie eine Verbindung mit der Förderdruckseite der Strömungsmaschine während eines bestimmten Zeitraums auch dann aufrechterhalten, nachdem der Raum mit minimalem Volumen beginnt, mit der Förderseite in Verbindung zustehen. In diesem Fall wird der der schraffierten Flächen 501 entsprechende mittlere Druck größer, was einen weiteren Anstieg des Drucks in der Zwischendruckammer 7h ermöglicht.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Strömungsmaschine näher erläutert.

Wenn das umlaufende Spiralelement 5 durch die Rotation des Motors 3 mit seiner UmIaufbewegung beginnt, wird ein Kältemitteldampf mit niedriger Temperatur und niedrigem Druck über das Ansaugrohr 1a in die Motorkammer 30 für die Kühlung des Motors 3 angesaugt. Das Gas strömt dann nach oben durch den Gaskanal 10 in den Raum 40 und wird in die Ansaugöffnung 6c des stationären Spiralelements 6 gesaugt. Das Gas wird dann in der Kompressionskammer 20, die von der Spiralwand 5b des umlaufenden Spiralelement. und der Spiralwand 6b des umlaufenden Spiralelements 6 gebildet wird, komprimiert und als Gas mit einer hohen Temperatur und einem hohen Druck durch die Förderöffnung 6d gefördert und nach außen aus dem Förderrohr 1b abgegeben. Das abgeführte Gas mit hoher Temperatur und hoher Druck wird einer Hochdruckmaschine zugeführt, beispielsweise dem Kondensator 400. Das vom Kondensator 400 verflüssigte Kältemittel kann dann in dem Expansionsventil 401 expandieren, was eine Druckabsenkung bedeutet. Das

so expandierte Kältemittel mit abgesenktem Druck strömt in den Verdampfer 402 und nimmt dort Wärme aus der Luft oder aus dem Wasser auf, wodurch es in erhitzten Dampf übergeht. Anschließend strömt das Kältemittel in den luftdicht abgeschlossenen Behälter 1 über das Ansaugrohr 1a zurück, wodurch ein Kälteprozess vervollständigt ist.

Da die Zwischendruckkammer 7h über die Verbindungsöffnungen 5f mit den Räumen der Kompressionskammer 20 im mittleren Verlauf der Kompression in Verbindung steht, erreicht der Druck in der Zwischendruckkammer 7h einen mittleren Zwischendruck, der höher ist als der Ansaugdruck, jedoch niedriger als der Förderdruck. Der Zwischendruck in der Kammer 7h wirkt auf die Rückseite der Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements 5, wodurch die Schubkraft bzw. Axialkraft überwunden wird, die von dem komprimierten Gas verursacht wird und das umlaufende Spiralelement 5 von dem stationären Spiralelement 6 wegbewegen möchte. Der Zwischendruck drückt das umlaufende Spiralelement 5 gegen das stationäre Spiralelement 6 mit einer geeigneten Kraft.

Andererseits wird ein Raum 7i um das Lager für die Umlaufbewegung herum auf dem gleichem Druck wie die Motorkammer 30 über die Verbindungsöffnung 7g gehalten. Somit wirkt der Ansaugdruck, also der niedrige Druck, auf die Rückseite der Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements an der Innenseite des abdichtenden Elements 5e.

Wenn also öl im Sumpf am Bodenabschnitt 4 des hermetisch abgeschlossenen Behälters 1 durch den ölzuführkanal 8a zum Lager 5c des umlaufenden Spiralelements 5 und zu den Lagern 7a, 7b und 7c im Rahmen 7 durch den Zentrifugalpumpeneffekt des ölzuführkanals 8 geführt wird, erfolgt die Ölversorgung in richtiger Weise, da das obere Ende des ölzuführkanals 8a mit der Motorkammer 30 in Verbindung steht, die auf dem niedrigen Druck gehalten ist.

Betrachtet man die Abmessungsbeziehung zwischen dem Oldham-Ringelement 9 und dem Dichtungselement 5e, so wirken ihre Größen in umgekehrter Weise zueinander.

So wird insbesondere eine bessere Leistung erreicht, wenn der Durchmesser des Oldham-Ringelements 9 größer und der Durchmesser des Dichtungselements 5e kleiner gemacht wird. Als Folge der Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralelements 5 wird im Element 5 ein Drehmoment erzeugt. Dieses Drehmoment wird vollständig von den Kontaktflächen eines Gleitkeils im Oldham-Ringelement 9 und der Wand einer ausgesparten Nut im Oldham-Ring aufgenommen. Die Größe des vom Oldham-Ringelement 9 aufzunehmenden Drehmoments ist das Produkt aus dem Radius des Oldham-Ringelements 9 und der mit diesem Radius aufgenommenen Kraft. Das bedeutet, daß die von dem Oldham-Ring 9 aufzunehmende Kraft kleiner gemacht werden kann, wenn der Radius oder Durchmesser größer wird. Wem die vom Oldham-Ring aufzunehmende Kraft kleiner gemacht wird, wird auch der auf seine Wand ausgeübte Oberflächendruck geringer, wodurch der Verschleiß des Oldham-Ringelements 9 verringert werden kann. Zusätzlich wird die Stabilität der Abstützung des umlaufenden Spiralelements 5 durch das Oldham-Ringelement 9 gesteigert, wenn dessen Durchmesser größer gemacht wird.

Andererseits ist ein kleinerer Durchmesser des Dichtungselements 5e wirksamer hinsichtlich einer Unterbindung der Gasleckage, da ein kleinerer Durchmesser des Elements 5e eine Verringerung seiner Dichtungsfläche ergibt. Durch Reduzierung des Durchmessers des Dichtungselements 5e wird auch die relative Gleitgeschwindigkeit zwischen den Dichtungsflächen des Dichtungselements 5e und des anderen damit in Berührung stehenden Teils verringert, wodurch dessen Verschleiß reduziert wird.

Der Aufbau des Dichtungsabschnitts der Strömungsmaschine

kann, wie in Fig. 6 gezeigt ist, so modifiziert werden, daß eine Ringnut 50 für die Aufnahme des Dichtungselements 5e in dem Aufnahmeabschnitt 7e des ersten Rahmenteils 72 vorgesehen ist, während die Rückseite 51 der Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements 5 als Dichtungsfläche dient.

Da bei diesem Dichtungsaufbau in der Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements 5 keine Nut ausgebildet ist, kann dessen Steifigkeit verbessert werden, während gleichzeitig die Montage vereinfacht ist.

Es ist auch möglich, den Dichtungsabschnitt der Strömungsmaschine so zu modifizieren, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Dabei ist eine ausgesparte Nut 61 für die Aufnahme eines Dichtungselements 60 im inneren Umfangsabschnitt 62 des ersten Rahmenteils 72 vorgesehen. Das Dichtungselement 60 hat die Form einer Scheibe mit einer exzentrischen öffnung 63. Das Dichtungselement 60 ist an dem ersten Rahmenteil 72 angebracht, wobei die exzentrische öffnung 63 den Außendurchmesserabschnitt 64 eines Lageransatzes am umlaufenden Spiralelement 5 hindurchläßt, wobei der äußere Umfangsabschnitt des Elements 60 in die Nut 61 im inneren Umfangsabschnitt 62 des ersten Rahmenteils 72 eingeführt ist.

Bei diesem Aufbau erstreckt sich die Zwischendruckkammer 7h über die gesamte Fläche der Rückseite der Stirnplatte 5a des umlaufenden Spiralelements 5. Die gegen die Axialkraft wirkende Reaktionskraft kann deshalb größer gemacht werden. Da für das Dichtungselement keine Sitzfläche im umlaufenden Abschnitt des Spiralelements 5 ausgebildet ist, kann die Zentrifugalkraft des umlaufenden Spiralelements 5, die auf die Kurbelwelle 8 wirkt, verringert werden.

Bei der Ausführungsform von Fig. 8 ist ein zweites Rahmenteil 80 so ausgebildet, daß es den Motorstator 3b und ein Lager 82 für die Abstützung der Kurbelwelle 8 trägt. Weiterhin sind eine seitliche Abdeckung 81 für die Halterung eines ebenfalls als Schublager dienenden Lagers 83 für die Kurbelwelle 8 und eine ölzuführpumpe vorgesehen. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine weitere stabilisierte ölzuführung zu den sich bewegenden Abschnitten der Maschine zu bewirken.

TO Bei äer in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform sind ein Gasdruckausgleichskanal 84, ein ölkanal 85 und ein ölZuführungskanal 86 vorgesehen. Der äußere Abschnitt der Rückseite der Stirnplatte des umlaufenden Spiralelements unterliegt dem Zwischendruck, während ihr innerer Abschnitt um das Lager für die Umlaufbewegung herum dem gleichen niedrigen Druck ausgesetzt ist, wie er in dem hermetisch abgeschlossenen Behälter herrscht. Die ölzuführung kann deshalb durch den Öldruck mit einer geringen Druckhöhe erfolgen.

Da das umlaufende Spiralelement innig gegen das stationäre Spiralelement mit einer geeigneten Kraft gedrückt werden kann, kann der Spalt zwischen den Oberseiten der Spiralwände klein gehalten werden, wodurch die Maschine mit hoher Leistung laufen kann und die Leistung s-Verluste der Maschine aufgrund der Gleitbewegung der Stirnplatte des umlaufenden Spiralelements und sein Verschleiß verringert werden können.

Bei diesem Aufbau wird der Innenraum des luftdicht abgeschlossenen Behälters auf einem niedrigen Druck gehalten, wobei bei diesem einfachen Aufbau eine wirksame Behandlung oder Kontrolle der Schubkraft im umlaufenden Spiralelement und eine stabile Schmierölzuführung erreicht werden können.

Claims

ν. FONER EBBINGHAUS FINCK PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MARIAHILFPLATZ 2*3, MÖNCHEN βθ 3 6 01 6 V Λ POSTADRESSE: POSTFACH Θ5 O1 CO, D-8OOO MÖNCHEN BS HITACHI, LTD. DEAC-33505.7 21. Januar 1986 Fi/ba Strömungsmaschine in Spiralbauweise Patentansprüche

1. Strömungsmaschine in Spiralbauweise mit einem luftdicht abgeschlossenen Behälter, in welchem ein Kompressorabschnitt mit einer Kompressionskammer, die von einem umlaufenden Spiralelement und einem *

stationären Spiralelement gebildet wird, von denen jedes eine Spiralwand aufweist, wobei das stationäre Spiralelement eine Ansaugöffnung und eine Förderöffnung für ein Fluid hat, das umlaufende und das stationäre Spiralelement so zusammengefügt sind, daß ihre Spiralwände ineinandergreifen, ein an der Rückseite einer Stirnplatte des umlaufenden Spiralelements vorgesehenes, eine Drehung unterbindendes Element, welches die Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralelements ohne eine Drehung um seine eigene Achse ermöglicht, eine Antriebswelle, die mit der Rückseite des umlaufenden Spiralelements über ein Lager für die Umlaufbewegung verbunden ist, und ein Rahmen mit wenigstens einem Hauptlager zur Abstützung der Antriebswelle angeordnet ist, der fest mit dem Kompressorabschnitt verbunden ist und die mit einem Antriebsmotor verbundene Antriebswelle aufnimmt, sowie mit einem Niederdruckfluidzuführungskanal am hermetisch abgeschlossenen Behälter, um aus seinem Innenraum eine *

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Niederdruckkammer zu machen, und mit einem Hochdruckfluidabgabekanal in dem hermetisch abgeschlossenen Behälter, der von der Abgabeöffnung des stationären Spiralelements ausgeht, dadurch gekennzeich net, daß an der Rückseite (51) des umlaufenden Spiralelements (5) ein Dichtungselement (5e, 60) vorgesehen ist, von dem Flächen in Gleitkontakt mit dem Rahmen (7) und dem umlaufenden Spiralelement (5) stehen, wodurch eine von der Niederdruckkammer in dem hermetisch abgeschlossenen Behälter (1) abgetrennte Kammer (7h) gebildet wird, daß das die Drehung verhindernde Teil (9) in der getrennten Kammern (7h) angeordnet ist und daß ein Kanal durch die Stirnplatte (5a) des umlaufenden Spiralelements (5) vorgesehen ist, um das Fluid einzuführen, das sich in einem mittleren Kompressionsbereich befindet, um so die abgetrennte Kammer (7h) auf einem Zwischenfluiddruck zwischen dem Ansaugdruck und dem Förderdruck der Maschine zu halten.

2. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement die Form eines Rings (5a) mit rechteckigem Querschnitt hat, der in eine Ringnut (5d) paßt, die in der Stirnplatte (5a) des umlaufenden Spiralelements (5) und/oder dem Rahmen (7) ausgebildet ist.

3. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (5e) mit rechteckigem Querschnitt aus einem synthetischen Harz oder einem metallischem Material hergestellt ist.

4. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennze ichne t, daß das Dichtungselement (16) die Form einer Platte mit

einer exzentrischen öffnung (63) hat, die so ausgebildet ist, daß ein Ansatz an dem umlaufenden Spiralelement (5) für die Aufnahme eines Lagers hindurchgehen kann, wobei das Dichtungselement (60) mit einem äußeren ümfangsabschnitt der Platte fest verbunden ist, der in eine ausgesparte Nut (64) im Rahmen (7, 72) eingeführt ist.

5. Strömungsmaschine in Spiralbauweise nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der luftdicht abgeschlossene Behälter (1) einen Raum (40) über dem stationären Spiralelement (6) des Kompressorabschnitts bildet, wobei dieser Raum (40) und eine Kammer (30) im Behälter (1) für die Aufnahme des Motors (3) miteinander über einen Kanal (10) in Verbindung stehen.