DE3739978C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralkompressor mit variabler Förderleistung, umfassend: eine stationäre Spirale, die eine scheibenförmige stationäre Endplatte und eine stationäre Spiralwindung aufweist, die sich senkrecht zu einer Oberfläche der stationären Endplatte erstreckt und sich vom Zentrum der Endplatte in Form einer Spirale nach außen krümmt, wobei die stationäre Endplatte eine Auslaßöffnung in ihrem Zentrum aufweist; eine bewegliche Spirale mit einer scheibenförmigen beweglichen Endplatte und einer beweglichen Spiralwindung, die sich senkrecht zu einer Oberfläche der beweglichen Endplatte erstreckt und sich vom Zentrum der Endplatte ausgehend in Form einer Spirale nach außen krümmt, wobei die stationäre Spirale und die bewegliche Spirale so miteinander kombiniert sind, daß die Endplatten parallel zueinander verlaufen und die Spiralwindungen ineinandergreifen, so daß sie eine Vielzahl von Kompressionskammern bilden; eine Einrichtung, um die bewegliche Spirale um das Zentrum der stationären Spirale umlaufen zu lassen, wobei die bewegliche Spirale sich nicht um ihre eigene Achse drehen kann; eine dichte Kapsel, welche in ihrem Innenraum die beiden Spiralen aufnimmt, wobei der Innenraum der Kapsel zumindest am Umfang der stationären Spirale auf Saugdruck ist; ein Ventil in einer Ventilkammer, die in der stationären Endplatte ausgebildet ist und einen darin ausgeformten Ventilsitz aufweist; ein Verbindungsrohr zum selektiven Einführen von Arbeitsmedium in die Ventilkammer; und mindestens einen in der stationären Endplatte ausgebildeten Bypasskanal, der mit einer der Kompressionskammern in Verbindung steht und der durch das Ventil gesteuert wird.

Derartige Spiralkompressoren werden in letzter Zeit zunehmend in Klimaanlagen verwendet. Wenn die Raumtemperatur durch die Klimaanlagen angehoben oder abgesenkt werden soll und eine vorbestimmte Temperatur erreicht hat, so wird der Motor für den Kompressor abgestellt. Wenn die Raumtemperatur dann wieder von der vorbestimmten Temperatur abweicht, so startet das Thermostat den Kompressormotor erneut, und die Klimaanlage führt wieder Wärme zu oder ab. Wenn jedoch der Kompressor zur Kompensation einer kleinen Temperaturabweichung erneut gestartet wird, so muß die Klimaanlage nur eine geringe Leistung erbringen, um die Raumtemperatur wieder auf die vorbestimmte Temperatur zu bringen. Allerdings ist bei vielen herkömmlichen Spiralkompressoren ihre Leistung so festgelegt, daß diese auch dann mit voller Leistung arbeiten, wenn nur eine geringe Ausgangsleistung gefordert wird. Moderne Klimaanlagen werden durch Microcomputer geregelt, die gegenüber Temperaturschwankungen extrem sensibel ansprechen können, so daß die Klimaanlage sehr oft ein- und ausgeschaltet wird. Dies hat zur Folge, daß durch das ständige An- und Abschalten der Motor stark belastet wird, was wiederum seine Lebensdauer verkürzt.

Weiterhin ist das Verhältnis von Saugdruck zu Abgabedruck einer Klimaanlage abhängig von der Raumtemperatur und variiert mit dieser und zwar sowohl während eines Kühlvorganges als auch während eines Heizvorganges. Ein Kompressor ist dabei so konzipiert, daß er bei einem optimalen Druckverhältnis mit maximalem Wirkungsgrad arbeitet. Wenn aber das Druckverhältnis, wie oben beschrieben, vom optimalen Druckverhältnis abweicht, so ergeben sich Leistungsverluste beim Komprimieren, und der Wirkungsgrad des Kompressors nimmt ab.

Aus der US-PS 45 14 150 ist ein Spiralkompressor bekannt, der einen Verdrängungs-Einstellmechanismus aufweist. Die Endplatte einer stationären Spirale weist dabei eine Vielzahl von eingeformten Löchern auf, die sich zwischen den Kompressionskammern des Spiralkompressors und einer Saugkammer erstrecken. Diese Löcher werden über einen Steuermechanismus in Form von Ventilplatten und einer Magnetspule zur Betätigung geöffnet und geschlossen. Wenn die Löcher über den Steuermechanismus geschlossen sind, so arbeitet der Spiralkompressor mit voller Leistung. Wenn aber die Löcher geöffnet sind, so wird ein Teil des Arbeitsmediums in der Kompressionskammer zur Saugkammer kurzgeschlossen bzw. zu ihr zurückgeführt, so daß die Leistung des Spiralkompressors reduziert wird.

Ein Spiralkompressor der eingangs genannten Art ist aus der US-PS 43 83 805 bekannt. Bei diesem herkömmlichen Spiralkompressor sind Durchlässe vorgesehen, die mit entsprechenden, federbelasteten Kolbenventilen geöffnet und geschlossen werden können, wenn diese über entsprechende Ventile betätigt werden. Wenn die Durchlässe über die Ventile geschlossen sind, arbeitet der Spiralkompressor mit voller Leistung, wenn die Durchlässe aber offen sind, kommt Arbeitsmedium aus den Kompressionskammern in den Raum bei Saugdruck, und die Leistung des Spiralkompressors wird reduziert.

Die Anordnung ist dabei im Spiralkompressor gemäß der US-PS  43 83 805 so getroffen, daß ein Kolbenventil jeweils zwei nebeneinanderliegende Kompressionskammern abdeckt. Abgesehen davon, daß eine solche Anordnung einen komplizierten und platzraubenden Aufbau mit Betätigungsmechanismus erfordert, ist die Zuverlässigkeit der Anordnung sehr gering. Die Kolben der Kolbenventile sitzen nämlich im geschlossenen Zustand auf der beweglichen Spiralwindung, so daß die bewegliche Spiralwindung unter dem Boden hinweggleitet. Dabei gibt es einerseits Dichtungsprobleme, andererseits ist Verschleiß praktisch unvermeidlich.

Aus der JP 56-124 696 A, veröffentlicht in Patents Abstracts of Japan, M-105, Vol. 6, Nr. 1 vom 7. Januar 1982 ist es bekannt, bei einem Spiralkompressor mit einem speziellen Schieber mit einer Längsnut zu arbeiten, der zwei parallel zueinander verlaufende Bypasskanäle verbinden kann, die einerseits zu einer Druckkammer und andererseits zu einer Saugkammer führen. Bei der dort beschriebenen Konstruktion sind weder Plattenventile noch mit Federdruck beaufschlagte Ventile vorgesehen. Eine Betätigung des Schiebers mit Längsnut in Abhängigkeit vom Druck des Arbeitsmediums ist dort nicht in Betracht gezogen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spiralkompressor der gattungsgemäßen Art mit variabler Förderleistung anzugeben, bei dem die Leistungssteuerung mit einem einfachen, aber dennoch zuverlässigen Ventilmechanismus erfolgt.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, einen Spiralkompressor der eingangs genannten Art so auszubilden, daß ein erster Bypass sowohl mit der Ventilkammer als auch mit einer der Kompressionskammern verbindbar ist; daß ein zweiter Bypasskanal, der in der stationären Endplatte ausgebildet ist, mit der Ventilkammer und mit der Außenseite der stationären Endplatte verbindbar ist; und daß das aus einer Platte bestehende Ventil in der Ventilkammer durch Einführen von Arbeitsmedium mit Abgabedruck in eine erste, geschlossene Position, in welcher es auf dem Ventilsitz so aufsitzt, daß seine Vorderseite die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bypasskanal sperrt, und durch Einführen von Arbeitsmedium mit Saugdruck in eine zweite Position bewegbar ist, in der es vom Ventilsitz frei ist, so daß Arbeitsmedium aus dem ersten Bypasskanal in den zweiten Bypasskanal fließen kann.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spiralkompressors ist vorgesehen, daß das Verbindungsrohr zum selektiven Einführen von Arbeitsmedium mit seinem einen Ende in die Ventilkammer mündet und an seinem anderen Ende ein Dreiweg-Magnetventil aufweist.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spiralkompressors ist vorgesehen, daß in der stationären Endplatte ein ringförmiger Raum rings um den ersten Bypasskanal angebracht ist, der zu der Ventilkammer hin offen ist und mit dem zweiten Bypasskanal in Verbindung steht, und daß eine Druckfeder vorgesehen ist, die in dem ringförmigen Raum sitzt und die mit einem Ende derart auf die Vorderseite des Ventils drückt, daß das Ventil in seine geöffnete Position vorgespannt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erste bevorzugte Ausführungsform eines Spiralkompressors,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Endplatte der stationären Spirale aus der Ausführungsform gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch einen Bereich der stationären Spirale und der beweglichen Spirale bei einer zweiten bevorzugten Ausführungsform zur Erläuterung der Ventilkammer, und in

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Bereich der Endplatte der stationären Spirale der Ausführungsform gemäß Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erste bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in Form eines vollständig gekapselten Kompressors für eine Klimaanlage. Wie in den Abbildungen gezeigt, sind eine stationäre Spirale 1 und eine bewegliche Spirale 2 in einem hermetisch abgedichteten Topf 11 eingekapselt. Die stationäre Spirale 1 weist eine scheibenförmige Endplatte 1a auf, an deren Unterseite eine sich rechtwinklig dazu erstreckende Spiral­ wicklung 1b angeformt ist. Die Spiralwicklung 1b weist das Profil einer Involute auf. In den äußeren Abschnitten sind diametral einander gegenüberliegend Saugöffnungen 3 in die Spiralwicklung 1b der stationären Spirale 1 eingeformt (nur eine ist gezeigt). Eine Auslaßöffnung 4 erstreckt sich vom Boden - zur Oberfläche der Endplatte 1a in ihrem Zentrum. Die Auslaßöffnung 4 ist mit einem Auslaßrohr 13 verbunden, das den Kopf des dichten Topfes 11 durchdringt. Gleichermaßen umfaßt die bewegliche Spirale 2 eine scheibenförmige Endplatte 2a und eine Spiralwicklung 2b, die sich rechtwinklig von der Oberseite der Endplatte 2a erstreckt. Die Spiralwicklung 2b weist denselben Krümmungsschnitt auf wie die Spiralwicklung 1b der stationären Spirale 1a und steht mit dieser so in Eingriff, daß eine Vielzahl von spiraligen Kompressionskammern 5 ausgebildet ist, die sich abschnittsweise rings um das Zentrum der Spirale erstrecken. Eine kurze Welle 2c ist an der Bodenfläche der Endplatte 2a ausgebildet und erstreckt sich rechtwinklig von deren Zentrum. Die bewegliche Spirale 2 ist exzentrisch zum Zentrum der stationären Spirale 1 angeordnet. Die stationäre Spirale 1 wird durch eine Spiralaufhängung 25 gestützt, die an der Innenfläche des dichten Topfes befestigt ist. Die Spiralaufhängung 25 weist eine kreisförmige Einsenkung 25a in ihrem Zentrum auf. Die Einsenkung 25a umschließt ein oberes Drucklager 32, welches das Gewicht der beweglichen Spirale 2 trägt und eine konventionelle Oldham-Kupplung 10, die in Eingriff mit Nuten steht, die in der Bodenfläche der Endplatte 2a der beweglichen Spirale 2 eingeformt sind. Die Oldham- Kupplung 10 bewirkt, daß die bewegliche Spirale 2 um das Zentrum der stationären Spirale 1 kreist, ohne dabei um ihre eigene Achse zu drehen. In der Spiralaufhängung 25 ist ein sich longitudinal erstreckendes Ölrückführloch 25b zwischen der Einsenkung 25a und der Bodenfläche der Spiralaufhängung 25 ausgebildet. An dem Außenumfang ist ein sich longitudinal erstreckender Saugdurchlaß 25c ausgebildet, dessen oberes Ende mit der Saugöffnung 3 in Verbindung steht.

Direkt unterhalb der Spiralaufhängung 25 ist eine Wellenauf­ hängung 27 angeordnet und mit der Innenfläche des dichten Topfes 11 verbunden. Die zwei Aufhängungen 25 und 27 sind über eine Zentrier-Verbindung verbunden. Die Wellenaufhängung 27 weist in ihrem Zentrum ein Loch auf, durch welches eine Antriebswelle 6 ragt. Die Antriebswelle 6 weist einen Abschnitt 6a mit größerem Durchmesser an ihrem oberen Ende auf, unter dem ein Gegengewicht 6d ausgebildet ist. Der Abschnitt 6a mit größerem Durchmesser wird durch ein oberes Drehlager 26 gelagert, das eng im Loch beim Zentrum der Spiralaufhängung 25 liegt, während der Mittelabschnitt der Antriebswelle 6 über ein unteres Drehlager gelagert ist, das eng in das Loch beim Zentrum der Wellenaufhängung 27 eingesetzt ist. In der Oberseite des Abschnittes 6a mit großem Durchmesser ist ein exzentrisches Loch 6b sich längserstreckend eingesetzt und eine Welle 2c der beweglichen Spirale ist über ein Lager 7 gelagert, das eng im exzentrischen Loch 6b sitzt. In der Antriebswelle 6 ist zwischen ihrem Unterende und dem Unterende des exzentrischen Loches 6b ein Ölversorgungsdurchlaß 6c in Form eines sich längserstreckenden, exzentrischen Durchgangsloches eingeformt. Auf das untere Ende der Antriebswelle 6 ist eine Ölkappe 28 aufgepaßt. Die Ölkappe 28 ist in Schmieröl 29 untergetaucht, das den Boden des dichten Topfes 11 bedeckt. In dem Außen­ umfang der Wellenaufhängung 27 ist zwischen deren Ober- und Unterfläche ein sich längserstreckender Ölrückführkanal 27a ausgebildet. Weiterhin ist am Umfang der Wellenaufhängung 27 ein sich längserstreckender Saugdurchlaß 27b ausgebildet. Dessen unteres Ende ist zur Innenseite des dichten Topfes 11 hin offen, sein oberes Ende kommuniziert mit dem Saugdurchlaß 25c.

Die Antriebswelle 6 wird von einem Elektromotor angetrieben, der einen koaxial am unteren Ende der Welle 6 montierten Rotor aufweist. Der Stator 9 ist an der Wellenaufhängung 27 montiert.

Zu komprimierendes Arbeitsmedium wird in den Kompressor über ein Saugrohr 12 eingeführt, das an der Außenseite des abgedichteten Topfes 11 montiert ist und mit einer Ausnehmung 27c an der Unterseite der Wellenaufhängung 27 über dem Motor kommuniziert. Wie mit den durchgezogenen Pfeilen in Fig. 1 gezeigt, strömt Arbeitsmedium vom Saugrohr 12 in die Ausnehmung 27c. Ein Teil des Arbeitsmediums fließt entlang der Länge des Motors zum Boden des dichten Topfes 11, während ein anderer Teil aus der Ausnehmung 27c über eine Vielzahl von Saugdurch­ lässen 27d strömt, die in den Innenwänden der Wellenaufhängung 27 zwischen der Ausnehmung 27c und der Außenseite des Motors eingeformt sind. Nach Kühlung der Motorwicklungen fließt das Arbeitsmedium durch die Saugschlitze 27b und 25c in die Saug­ öffnungen 3.

Innerhalb der Endplatte 1a der stationären Spirale 1 sind an den, der Auslaßöffnung 4 entgegengesetzten Seiten zwei sich längserstreckende erste Bypässe 14 und ein Paar von sich radial erstreckenden zweiten Bypässen 16 symmetrisch ausgebildet. Das untere Ende eines jeden ersten Bypasses 14 mündet an der unteren Fläche der Endplatte 1a innerhalb der Kompressionskammer 5, während das obere Ende an der unteren Fläche von einer der beiden Ventilkammern 19 in Form von runden Löchern mündet, die in die obere Fläche der Endplatte 1a eingeschnitten ist. Die untere Fläche einer jeden Ventilkammer 19 dient als Ventilsitz 15 für ein scheibenförmiges Ventil 17. Das Ventil 17 ist aus gehärtetem kaltgewalztem Stahlblech, das bekanntermaßen als Ventilmaterial für Kühlkompressoren Verwendung findet. Das äußere Ende eines jeden zweiten Bypasses 16 mündet am äußeren Umfang der stationären Endplatte 1a, der auf Saugdruck liegt, während das innere Ende im Ventilsitz 15 nahe des ersten Bypasses 14 mündet. Die Dimensionen eines jeden Ventils 17 sind so gewählt, daß dann, wenn es auf dem Ventilsitz 15 aufsitzt, kein Arbeitsmedium zwischen dem ersten Bypass 14 und dem zweiten Bypass 16 strömen kann. Jedes Ventil 17 kann zwischen einer geschlossenen Position und einer geöffneten Position bewegt werden, wobei in der geschlossenen Position seine Vorderseite (die untere Seite in Fig. 1) auf dem Ventil­ sitz 15 aufsitzt, während in der geöffneten Position das Ventil 17 frei vom Ventilsitz ist und Arbeitsmedium vom ersten Bypass 14 zum zweiten Bypass 16 strömen kann. Das obere Ende einer jeden Ventilkammer 19 ist von einem Ventilkammerdeckel 18 bedeckt, der eine Durchgangsbohrung 20 in seinem Zentrum aufweist. Die Innenseite einer jeden Ventilkammer 19 kommuniziert durch das Loch 20 mit der Innenseite einer Verbindungsleitung 21, die durch ein Loch 22 hindurchführt, welche im Kopf des abgedichteten Topfes 11 angebracht ist. Das untere Ende einer jeden Verbindungsleitung 21 ist an einem der Ventilkammer­ deckel 18 befestigt und ein Mittelabschnitt ist auf der Innen­ seite eines der Löcher 22 im Topf 11 über Löten, Schweißen oder dergleichen fixiert. Die Verbindungsleitungen oder Rohre 21 können in Strömungsverbindung mit einem Abschnitt der Klimaanlage gebracht werden, der auf niedrigem Druck, z. B. auf Saugdruck oder auf hohem Druck wie z. B. Auslaßdruck liegt, wobei diese Verbindung über ein Dreiwege-Magnetventil gesteuert herstellbar ist.

Die Wirkungsweise der hier dargestellten Ausführungsform ist wie folgt. Wenn die Antriebswelle 6 vom Motor gedreht wird, so kreist die bewegte Spirale 2 um das Zentrum der stationären Spirale 1 und kann hierbei über die Oldham-Kupplung 10 sich nicht um die eigene Achse drehen. Arbeitsmedium, das mit durchgezogenen Pfeilen angedeutet ist, wird in den dichten Topf 11 durch das Saugrohr 12 angesaugt und - nachdem es die Motorwicklungen gekühlt hat - tritt in die Kompressionskammern 5 über die Saugdurchlässe 27b, 25c und die Saugöffnung 3 ein, die zwischen den zwei Spiralen ausgeformt sind. Wenn die bewegte Spirale 2 kreist, so werden die Kompressionskammern 5 progressiv rund ums Zentrum der stationären Spirale 1 bewegt und nehmen dabei im Volumen ab, wodurch das Arbeitsmedium komprimiert wird. Wenn das Arbeitsmedium das Zentrum der stationären Spirale 1 erreicht, so wird es unter Druck durch die Auslaßöffnung 4 und das Auslaßrohr 13 zu einem Abschnitt der Klimaanlage, in welcher der Kompressor sitzt, abgegeben, der auf hohem Druck liegt.

Gleichzeitig bewirkt eine Drehung der Antriebswelle 6, daß Schmieröl 29 nach oben vom Boden des dichten Topfes 11 durch den Ölversorgungsdurchlaß 6c nach oben gezogen wird. Wie dies mit unterbrochenen Pfeilen in Fig. 1 gezeigt ist, wird das Schmieröl 29 der Oldham-Kupplung 10 über das exzentrische Loch 6b und dem oberen Lager 32 zugeführt und kehrt dann zum Boden des dichten Topfes 11 über die Ölrückführbohrungen 25b und 27a in der Spiralaufhängung 25 und der Wellenaufhängung 27 zurück. Wenn der Kompressor mit voller Kapazität betrieben wird, so sind die nicht gezeigten Dreiwege-Ventile an den Verbindungs­ rohren 21 so geschaltet, daß Arbeitsmedium mit Auslaßdruck in die Ventilkammern 19 auf die Rückseite der Ventile 17 über die Verbindungsleitungen 21 geführt wird. Wenn der Auslaßdruck höher als der Druck des Arbeitsmediums in der Kompressions­ kammer 5 ist, in welche die unteren Enden der ersten Bypässe 14 münden, so wird die Druckdifferenz zwischen der Vorder- und der Hinterseite des Ventils so, daß diese nach unten fest auf den Ventilsitz 15 gepreßt wird. Wenn die Ventile 17 auf dem Sitz aufliegen, so kann kein Arbeitsmedium zwischen dem ersten Bypass 14 und dem zweiten Bypass 16 strömen. Aus diesem Grund wird das gesamte Arbeitsmedium, das in die Kompressionskammern 5 eingeführt wird, komprimiert und durch die Auslaßöffnung 4 ausgeblasen, so daß der Kompressor mit maximaler Kapazität läuft.

Wenn der Kompressor jedoch nur mit halber Leistung arbeiten soll, so wird das nicht gezeigte Dreiwege-Magnetventil so gestellt, daß Arbeitsmedium mit niedrigem Druck, nämlich mit Saugdruck in die Ventilkammern 19 geführt und der Rückseite der Ventile 17 über die Verbindungsleitungen 21 zugeführt wird. Der Druck in den Kompressionskammern 5, in welche die ersten Bypässe 14 münden, ist etwas höher als der Saugdruck, so daß die Ventile 17 nach oben über die Druckdifferenz gedrückt werden, bis sie die untere Seite des Ventilkammer­ deckels 18 berühren. Wenn die Ventile 17 nach oben bewegt werden und vom Ventilsitz 15 freikommen, so strömt Arbeitsmedium aus der Kompressionskammer 5 durch die ersten Bypässe 14 und die Ventilkammer 19 und die zweiten Bypässe 16 zur Außen­ seite der stationären Spirale 1. Daraus ergibt sich das Resultat, daß der Druck in den Kompressionskammern 5, mit denen die ersten Bypässe 14 kommunizieren, im wesentlichen auf Saugdruck reduziert wird und so Kompression nur noch in den Kompressionskammern 15 auftritt, die näher zum Zentrum der stationären Spirale 1 angeordnet sind und die nicht mit den ersten Bypässen 14 kommunizieren. Auf diese Weise wird die Kapazität oder die Leistung des Kompressors reduziert.

Das Volumen von Arbeitsmedium, das zur Außenseite der stationären Spirale 1 durch die Bypässe ausgeblasen wird, kann durch Justierung deren Durchmesser, ihrer Anzahl und der Anbringungsorte der ersten Bypässe 14 eingestellt werden. Die ersten Bypässe 14 sollten mit der "Gastasche" einer vollständig eingeschlossenen Kompressionskammer kommunizieren, d. h., einer Tasche von Arbeitsmedium, die sowohl nicht mit Saugöffnungen 3, noch mit der Auslaßöffnung 4 kommuniziert. Je näher die Bypässe 14 an der Auslaßöffnung 4 angeordnet sind, desto später wird die Kompression beginnen und desto niedriger ist das Kompressionsverhältnis.

Wenn die Spiralen eine Vielzahl von symmetrischen Paaren von Kompressionskammern 5 bilden, so muß mindestens ein Paar von symmetrisch angeordneten ersten Bypässen 14 vorgesehen sein, jedoch ist es von Vorteil, wenn man mehr als ein Paar von Bypässen vorsieht. Darüber hinaus ist bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung jede Ventilkammer 19 mit einem ersten Bypass 14 und einem zweiten Bypass 16 verbunden. Es ist jedoch bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungs­ form für eine einzelne Ventilkammer 19 vorgesehen, diese mit einer Vielzahl von ersten Bypässen 14 und einem einzelnen zweiten Bypass 16 zu versehen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Fig. 3 ist ein Vertikalschnitt durch einen Abschnitt dieser Ausführungsform, Fig. 4 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Endplatte 1a nach Fig. 3. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist der obere Abschnitt eines ersten Bypasses 14 von einem ringförmigen Verbindungsraum 23 umgeben. Das obere Ende des Verbindungsraums 23 mündet in einen Ventilsitz 15, das innere Ende eines zweiten Bypasses 16 mündet in den Verbindungsraum 23. Der Verbindungsraum 23 umschließt eine Schraubendruckfeder 24, welche die Vorderseite eines scheibenförmigen Ventils 17 berührt und auf diese eine Vorspannkraft ausübt. Die, nicht gezeigte, andere Hälfte der Endplatte 1a auf der anderen Seite der Auslaßöffnung 4 weist eine gleichartige Struktur auf. Die Struktur dieser bevorzugten Ausführungsform ist im übrigen identisch zu der nach der vorher beschriebenen Ausführungsform.

Die Wirkungsweise bei dieser Ausführungsform ist im wesentlichen die gleiche wie die bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform. Wenn das Verbindungsrohr 21 mit einem Abschnitt der Klimaanlage mit hohem Druck in Verbindung steht und zwar über das nicht gezeigte Dreiwege-Magnetventil, das am Verbindungsrohr 21 sitzt, so drückt Arbeitsmedium mit Auslaßdruck das Ventil 17 nach unten entgegen der Kraft der Feder 24 und bringt so das Ventil 17 auf den Sitz in Anschlag und dichtet den ersten Bypass 14 zum Verbindungsraum 23 ab. Wenn das Verbindungsrohr 21 über das nicht gezeigte Dreiwege-Magnetventil mit einem Abschnitt der Klimaanlage in Verbindung gebracht wird, der auf niedrigem Druck liegt, so drückt die Feder 24 das Ventil 17 fest auf den Deckel 18 der Ventilkammer. Arbeitsmedium kann dann durch den ersten Bypass 14 in den zweiten Bypass 16 über die Ventil­ kammer 19 und den Verbindungsraum 23 strömen und die nach oben gerichtete Kraft der Feder 24 verhindert ein Flattern des Ventils 17 selbst dann, wenn nur eine geringe Druckdifferenz zwischen der Innenseite des ersten Bypasses 14 und dem Arbeitsmedium mit niedrigem Druck im oberen Abschnitt der Ventilkammer 19 besteht.

Aus obigem ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Spiral­ kompressor einen extrem einfachen Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen von Bypässen aufweist, die sich zwischen Kompressionskammern des Kompressors und einem Abschnitt des Kompressors erstrecken, der auf Saugdruck liegt. Der Ventil­ mechanismus ist aus diesem Grund nicht nur besonders zuver­ lässig, sondern auch sehr kostengünstig herzustellen. Darüber hinaus wird dadurch, daß der Ventilmechanismus innerhalb der Endplatte der stationären Spirale angebracht ist, der Frei­ raum zwischen der Oberfläche der stationären Spirale und dem abgedichteten Topf, der die Spiralen enthält, besonders klein, so daß ein Abdichttopf für herkömmliche Spiralkompressoren verwendbar ist.

Auch wenn der Spiralkompressor hier nur zur Verwendung in Klimaanlagen beschrieben wurde, so kann er selbstverständlich auch für andere Anordnungen Verwendung finden, in denen es sich um Kompressoren mit variabler Leistung dreht.

Claims (4)

1. Spiralkompressor mit variabler Förderleistung, umfassend:

• - eine stationäre Spirale (1), die eine scheibenförmige stationäre Endplatte (1a) und eine stationäre Spiralwicklung (1b) aufweist, die sich senkrecht von einer Oberfläche der stationären Endplatte (1a) erstreckt und sich vom Zentrum der Endplatte (1a) in Form einer Spirale nach außen krümmt, wobei die stationäre Endplatte (1a) eine Auslaßöffnung in ihrem Zentrum aufweist;
• - eine bewegliche Spirale (2) mit einer scheibenförmigen beweglichen Endplatte (2a) und einer bewegten Spiralwicklung (2b), die sich senkrecht von einer Oberfläche der beweglichen Endplatte (2a) erstreckt und sich vom Zentrum der Endplatte (2a) ausgehend nach außen in Form einer Spirale nach außen krümmt, wobei die stationäre Spirale (1) und die bewegliche Spirale (2) so miteinander kombiniert sind, daß die Endplatten (1a, 2a) parallel zueinander verlaufen und die Spiralwicklungen (1b, 2b) ineinandereingreifen, so daß sie eine Vielzahl von Kompressionskammern (5) bilden;
• - eine Einrichtung (7, 10), um die bewegliche Spirale (2) um das Zentrum der stationären Spirale (1) umlaufen zu lassen, wobei die bewegliche Spirale (2) sich nicht um ihre eigene Achse drehen kann;
• - eine dichte Kapsel (11), welche in ihren Innenraum die beiden Spiralen (1, 2) aufnimmt, wobei der Innenraum der Kapsel (11) zumindest am Umfang der stationären Spirale (1) auf Saugdruck ist;
• - ein Ventil in einer Ventilkammer (19), die in der stationären Endplatte (1a) ausgebildet ist und einen darin ausgeformten Ventilsitz (15) aufweist;
• - ein Verbindungsrohr (21) zum selektiven Einführen von Arbeitsmedium in die Ventilkammer (19);
• - und mindestens einen in der stationären Endplatte (1a) ausgebildeten Bypasskanal (14), der mit einer der Kompressionskammern (5) in Verbindung steht und der durch das Ventil gesteuert wird,

dadurch gekennzeichnet,

• - daß ein erster Bypasskanal (14) sowohl mit der Ventilkammer (19) als auch mit einer der Kompressionskammern (5) verbindbar ist;
• - daß ein zweiter Bypasskanal (16), der in der stationären Endplatte (1a) ausgebildet ist, mit der Ventilkammer (19) und mit der Außenseite der stationären Endplatte (1a) verbindbar ist;
• - und daß das aus einer Platte bestehende Ventil (17) in der Ventilkammer (19) durch Einführen von Arbeitsmedium mit Abgabedruck in eine erste, geschlossene Position, in welcher es auf dem Ventilsitz (15) so aufsitzt, daß seine Vorderseite die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Bypasskanal (14, 16) sperrt, und durch Einführen von Arbeitsmedium mit Saugdruck in eine zweite Position bewegbar ist, in der es vom Ventilsitz (15) frei ist, so daß Arbeitsmedium aus dem ersten Bypasskanal (14) in den zweiten Bypasskanal (16) fließen kann.

2. Spiralkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (21) zum selektiven Einführen von Arbeitsmedium mit seinem einen Ende in die Ventilkammer (19) mündet und an seinem anderen Ende ein Dreiweg-Magnetventil aufweist.

3. Spiralkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der stationären Endplatte (1) ein ringförmiger Raum (23) rings um den ersten Bypasskanal (14) angebracht ist, der zu der Ventilkammer (19) hin offen ist und mit dem zweiten Bypasskanal (16) in Verbindung steht, und daß eine Druckfeder (24) vorgesehen ist, die in dem ringförmigen Raum (23) sitzt und die mit einem Ende derart auf die Vorderseite des Ventils (17) drückt, daß das Ventil (17) in seine geöffnete Position vorgespannt ist.