DE4092017C1 - Spiralverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter, umfassend ein ortsfestes Spiralelement mit einer Spiralwand, die auf einem ortsfesten Gehäusekörper angeordnet ist, ein umlaufendes Spiralelement mit einer Spiralwand, die auf einer drehbaren Platte angeordnet ist, wobei die umlaufende Spiralwand mit der ortsfesten Spiralwand so in Eingriff steht, daß eine Vielzahl von Verdichtungs-Arbeitskammern entsteht, ein Drehbegrenzungs­ element zum Begrenzen der Bewegung des umlaufenden Spiralele­ mentes auf eine Umlaufbewegung, während eine Verdrehung um seine eigene Achse verhindert ist, eine Kurbelwelle für den Antrieb des umlaufenden Spiralelementes, ein Lagergehäuse mit einem Hauptlager, das eine Hauptwelle der Kurbelwelle trägt, und einer unter dem auslaßseitigen Druck stehenden Ölwanne, in der Schmieröl enthalten ist, wobei an der Rückseite des umlau­ fenden Spiralelementes eine Antriebswelle angeordnet ist, die mit einem exzentrischen Antriebslager der Kurbelwelle in Ein­ griff steht, und wobei an der Rückseite des umlaufenden Spiral­ elementes ein die Antriebswelle umgebender erster Ringraum und am Umfang des umlaufenden Spiralelementes ein zweiter Ringraum begrenzt ist, die beide über Spalte oder Kanäle mit der Ölwanne verbunden sind und von denen der zweite Ringraum über Spalte oder Kanäle zusätzlich mit einer Arbeitskammer des Spiralver­ dichters verbunden ist.

Bei einem in der JP 1-177482A offenbarten Spiralverdichter dieser Gattung ist der zweite Ringraum über Spalten oder Kanäle mit dem ersten Ringraum verbunden. Der zweite und der erste Ringraum sind somit hinsichtlich der Versorgung mit Schmieröl hintereinander geschaltet. Dies bedeutet, daß die Menge und der Druck des dem zweiten Ringraum und somit der mit diesem verbun­ denen Arbeitskammer des Spiralverdichters zugeführten Schmier­ öls von den Abmessungen der den ersten Ringraum mit der Ölwanne verbindenden Spalte oder Kanäle abhängt. Da diese Kanäle und insbesondere die Spalte, nämlich die Lagerspalte des Antriebs­ lagers der Kurbelwelle, herstellungsbedingte Toleranzen haben, ist es schwierig, den Druck und die Menge des der Arbeitskammer des Spiralverdichters zugeführten Schmieröls auf dem optimalen Wert zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den gattungsge­ mäßen Spiralverdichter dahingehend zu verbessern, daß sich die Ölzufuhr mit hoher Genauigkeit steuern läßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rückseite des umlaufenden Spiralelementes ein Gleitdichtring zugeordnet ist, der den ersten Ringraum von dem zweiten Ring­ raum trennt, und daß sich der den zweiten Ringraum mit der Öl­ wanne verbindende Kanal durch das Lagergehäuse erstreckt und daß diesem Kanal eine Durchfluß-Begrenzungseinrichtung zugeord­ net ist, umfassend ein in dem Lagergehäuse befestigbares Dros­ selelement, das einen kalibrierten Durchlaß aufweist.

Eine Ölschmiereinrichtung ähnlicher Bauart ist bereits durch die DE-OS 35 06 374 bekannt. Dort wird Schmieröl aber nicht in die Arbeitskammern des Spiralverdichters eingespritzt, sondern der zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Spi­ ralelement befindlichen Gleitfläche zugeführt. Dies geschieht dort über eine Leitung, die zur Begrenzung des Ölflusses mit einer sehr dünnen Bohrung oder mit einer Verengung an ihrer Mündung versehen ist. Es ist auch keine auf einem mittleren Druck befindliche Gegendruckkammer vorhanden. Ein Gleitdicht­ ring begrenzt dort lediglich die dem Auslaßdruck ausgesetzte Fläche an der Rückseite des umlaufenden Spiralelements.

Der mit der Erfindung erzielbare Vorteil besteht darin, daß sich die Ölzufuhr zu der Arbeitskammer des Spiralverdich­ ters mit hoher Genauigkeit steuern läßt, so daß die Gefahr einer übermäßigen Zufuhr des nicht komprimierbaren Schmieröls in die Arbeitskammer verhindert wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch einen Spiralverdich­ ter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch ein Drosselelement des in Fig. 1 gezeigten Spiralverdichters.

Fig. 1 zeigt einen Spiralverdichter nach einer Ausfüh­ rungsform der vorliegenden Erfindung. In einem geschlossenen Behälter 1 sind ein Verdichtungsmechanismus 2 und ein Stator 4 eines zum Antreiben des Verdichtungsmechanismus 2 dienenden Motors 3 befestigt, und eine Schmierölwanne 5 ist unterhalb des Motors 3 vorgesehen. Der Verdichtungsmechanismus 2 umfaßt ein festes Spiralelement 8, das eine feste Spiralwand 7 aufweist, die mit einem festen Gehäusekörper 6 einstückig ausgebildet ist, ein umlaufendes Spiralelement 12, das auf einer drehbaren Platte 11 angeordnet ist, wobei eine umlaufende Spiralwand 10 mit der festen Spiralwand 7 in Eingriff steht, um eine Vielzahl von Verdichtungs-Arbeitskammern 9 zu bilden, ein Drehbegren­ zungs-Element 13, das die Bewegung des Spiralelements 12 auf eine Umlaufbewegung beschränkt, während eine Drehung um seine Eigenachse verhindert wird, eine Kurbelwelle 16 mit einem ex­ zentrischen Antriebslager 15 zum Antreiben einer exzentrischen Antriebswelle 14, die auf der Rückseite der drehbaren Platte 11 exzentrisch angeordnet ist, ein Lagergehäuse 20 mit einem Hauptlager 19, das eine Hauptwelle 17 der Kurbelwelle 16 unter einem Rotor 18 des Motors 3 trägt. Das obere Ende der Kurbel­ welle 16 ist in ein Kugellager 22 eingesetzt, das an einer Trennwand 21 befestigt ist, die einen oberhalb des Motors 3 ge­ legenen Raum in einen motorseitigen Raum 23 und in eine Auslaß­ kammer 24 unterteilt. Das Lagergehäuse 20 ist mit einem Axiallager 25 versehen, das axiale Belastungen der Kurbelwelle 16 aufnimmt. Ein gasförmiges Kältemittel, das von einem Ansaug­ krümmer 26 des Verdichters in eine Ansaugkammer 27 des Verdich­ tungsmechanismus 2 eingesaugt wird, der durch das feste Spiral­ element 8 und das drehbare Spiralelement 12 definiert ist, wird in den Verdichtungs-Arbeitsräumen 9 komprimiert und dann in einen Auslaßraum 31 ausgestoßen, der von einem Auspufftopf ein­ geschlossen ist, und zwar durch eine Auslaßöffnung 28, die in dem festen Spiralelement 8 gebildet ist, und eine Auslaßöffnung 29. Das so in den Auslaßraum 21 ausgestoßene Kältemittelgas wird durch (nicht gezeigte) Verbindungsöffnungen geführt, die sich durch das feste Spiralelement und das Lagergehäuse 20 erstrecken, so daß es aufwärts einen Durchgang 33 durchströmt, der um den Umfang 23 der Kurbelwelle 16 herum definiert ist, und es wird dann in den motorseitigen Raum 23 über dem Stator 4 über einen Verbindungsdurchgang 34 eingeführt, der um den Sta­ tor 4 des Motors 3 herum definiert ist, wobei das Kältemittel­ gas von dem Raum 23 durch eine Durchgangsöffnung 35 in die Aus­ laßkammer 24 strömt und dann durch ein Auslaßrohr 66 aus dem Verdichter austritt. Mit dem obigen Aufbau kann die Ölwanne 5, in der Schmieröl gespeichert ist, mit dem auslaßseitigen Druck beaufschlagt werden. Nachfolgend wird das Schmiersystem für den Verdichtungsmechanismus beschrieben. Das Schmieröl in der Öl­ wanne 5 wird, wie durch die Pfeile angezeigt, über eine Öl­ zuführöffnung 36 in das Hauptlager 19 eingespeist, welches die Hauptwelle 17 der Kurbelwelle 16 trägt. Im wesentlichen in der Mitte der Rückseite 37 der drehbaren Platte 11 ist die drehbare Antriebswelle 14 angeordnet, die mit dem exzentrischen An­ triebslager 15 der Kurbelwelle 16 in Eingriff steht. Ein Gleit­ dichtring 40 ist zwischen der Rückseite 37 der drehbaren Platte 11 und dem Lagergehäuse 20 angeordnet, so daß er gleitfähig einen ersten Ringraum 38 um die drehbare Antriebswelle 14 herum von einem nachfolgend als Gegendruckkammer bezeichneten zweiten Ringraum 39 trennt, der um die äußere Peripherie der drehbaren Platte 11 herum angeordnet ist. Nachdem es für die Schmierung des Hauptlagers 19 verwendet wurde, strömt das Schmieröl in den ersten Ringraum 38 und wird zum Schmieren des exzentrischen An­ triebslagers 15 verwendet, und es erreicht danach einen Endraum 41 der Antriebswelle 14. Genauer gesagt, das Schmieröl in der Ölwanne 5 strömt über die in dem Lagergehäuse 20 angeordnete Öl-Zuführöffnung in den ersten Ringraum 38, und es wird dann in zwei Teilströme geteilt, von denen einer verwendet wird zum Schmieren des Hauptlagers 19, das die Hauptwelle 17 der Kurbel­ welle 16 trägt, während der andere Teilstrom, nachdem er das exzentrische Antriebslager 15 geschmiert hat, durch eine Öff­ nung 47 in der Hauptwelle 17 in die Ölwanne 5 zurückgeführt wird. Eine Verbindungsöffnung 48, die mit dem zweiten Ringraum oder der Gegendruckkammer 39 verbunden ist, ist in dem Lagerge­ häuse 20 ausgebildet, und ein Drosselelement 44 zum Steuern der Öl-Fließgeschwindigkeit ist in der Verbindungsöffnung 48 ange­ ordnet. Verbindungsöffnungen 49, durch die das Schmieröl von der Gegendruckkammer 39 in die Verdichtungs-Arbeitskammer 9 ge­ fördert wird, sind in der drehbaren Platte 11 in radial symme­ trischer Beziehung zueinander ausgebildet.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Drosselelements in vergrößertem Maßstab. Das Drosselelement 44 umfaßt ein dünnes Rohr 50, das beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Kupfer hergestellt ist, und ein Element 52, dessen Gewindeteil 51 in die Verbindungsöffnung 48 eingeschraubt wird. Das Element 52 und das dünne Rohr 50 sind durch Verwendung eines Hartlots 53 miteinander hartverlötet, und das Element 52 ist mit einer hexagonalen Ausnehmung 54 versehen, in die ein (nicht gezeig­ tes) Werkzeug eingesetzt werden kann. Wenn das Schmieröl das dünne Rohr 50 durchströmt, wird sein Druck vermindert und die Fließgeschwindigkeit kann dadurch gesteuert werden. Das dünne Rohr 50 kann durch Ziehen mit hoher Genauigkeit hergestellt werden.

Da die Fließgeschwindigkeit des Schmieröls durch das Dros­ selelement 44 gesteuert wird, kann der Fließwiderstand größer werden als der Widerstand, der durch den sehr engen Gleitraum des Antriebslagers 15 ausgeübt wird, so daß es möglich ist, den Fließwiderstand mit hoher Genauigkeit auf eine kleine Öl-Fließ­ geschwindigkeit einzustellen, damit nicht übermäßig viel Schmieröl in den Verdichtungs-Arbeitsraum 9 einströmt.

Claims (2)

1. Spiralverdichter, umfassend ein ortsfestes Spiralele­ ment mit einer Spiralwand, die auf einem ortsfesten Gehäusekör­ per angeordnet ist, ein umlaufendes Spiralelement mit einer Spiralwand, die auf einer drehbaren Platte angeordnet ist, wo­ bei die umlaufende Spiralwand mit der ortsfesten Spiralwand so in Eingriff steht, daß eine Vielzahl von Verdichtungs-Arbeits­ kammern entsteht, ein Drehbegrenzungselement zum Begrenzen der Bewegung des umlaufenden Spiralelementes auf eine Umlaufbewe­ gung, während eine Verdrehung um seine eigene Achse verhindert ist, eine Kurbelwelle für den Antrieb des umlaufenden Spiral­ elementes, ein Lagergehäuse mit einem Hauptlager, das eine Hauptwelle der Kurbelwelle trägt, und einem unter dem auslaß­ seitigen Druck stehenden Ölwanne, in der Schmieröl enthalten ist, wobei an der Rückseite des umlaufenden Spiralelementes eine Antriebswelle angeordnet ist, die mit einem exzentrischen Antriebslager der Kurbelwelle in Eingriff steht, und wobei an der Rückseite des umlaufenden Spiralelementes ein die Antriebs­ welle umgebender erster Ringraum und am Umfang des umlaufenden Spiralelementes ein zweiter Ringraum begrenzt ist, die beide über Spalte oder Kanäle mit der Ölwanne verbunden sind und von denen der zweite Ringraum über Spalte oder Kanäle zusätzlich mit einer Arbeitskammer des Spiralverdichters verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückseite des umlaufenden Spi­ ralelementes (12) ein Gleitdichtring (40) zugeordnet ist, der den ersten Ringraum (38) von dem zweiten Ringraum (39) trennt, und daß sich der den zweiten Ringraum (39) mit der Ölwanne (5) verbindende Kanal (48) durch das Lagergehäuse (20) erstreckt und daß diesem Kanal (48) eine Durchfluß-Begrenzungseinrichtung (44) zugeordnet ist, umfassend ein in dem Lagergehäuse (20) befe­ stigbares Drosselelement (52), das einen kalibrierten Durchlaß (50) aufweist.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Drosselelement (52) ein dünnes Rohr (50) ist.