DE4092018C2

DE4092018C2 - Spiralverdichter

Info

Publication number: DE4092018C2
Application number: DE4092018A
Authority: DE
Inventors: Jiro Yuda; Michio Yamamura; Yoshinori Kojima; Shuichi Yamamoto; Sadao Kawahara; Manabu Sakai; Shigeru Muramatsu; Osamu Aiba
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1989-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1994-09-22
Anticipated expiration: 2010-11-03
Also published as: KR960001627B1; DE4092018T; JP2600400B2; US5217359A; KR920701684A; JPH03149389A; WO1991006772A1

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, daß sich der den zweiten Ringraum mit der Ölwanne verbindende Kanal durch die Antriebswelle des umlaufenden Spiralelements erstreckt und daß diesem Kanal eine Durchfluß- Begrenzungseinrichtung zugeordnet ist, umfassend ein in der Antriebswelle befestigbares Drosselelement, das einen kali brierten 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.

Ein Verbindungskanal 42 ist vorgesehen zum Verbinden des Endraums 41 mit der Antriebswelle 14 in axialer Richtung und ferner zum Verbinden der drehbaren Platte 14 mit der Gegen druckkammer 39 in radialer Richtung. Ferner ist ein Drosselele ment 44 in einem Abschnitt 43 des Verbindungskanals 42 vorge sehen, der sich in axialer Richtung der Antriebswelle 14 er streckt, um die Fließgeschwindigkeit des Schmieröls zu steuern. Der Verbindungskanal 42 ist mit einer Verbindungsöffnung 45 versehen, um Schmieröl in die Verdichtungs-Arbeitskammer 9 zu zuführen, und er ist mit einer Verbindungsöffnung 46 versehen, um das Schmieröl von der Gegendruckkammer 39 der Verdichtungs- Arbeitskammer 9 auf der anderen Seite zuzuführen. Der Druck in dem vorstehend genannten Ringraum 38 ist ein wenig kleiner als der Auslaßdruck des gasförmigen Kältemittels aufgrund des Strö mungswiderstandes des Schmieröls, während dieses das Antriebs lager 15 durchströmt, aber er ist fast genauso groß wie der Auslaßdruck. Der Druck des Schmieröls in der Gegendruckkammer 39 wird bestimmt durch den mittleren Druck der Verdichtungs- Arbeitskammer 9 oder durch die Strömungswiderstände des Dros selelements 44 und der Verbindungsöffnung 46, da das Drossel element 44 einen Strömungswiderstand auf das Schmieröl ausübt und dessen Fließgeschwindigkeit steuert, während die Gegen druckkammer 39 mit den Verdichtungs-Arbeitskammern 9 durch die Verbindungsöffnung 46 in Verbindung steht. Der Druck des Schmieröls in der Gegendruckkammer 39 wird kleiner gemacht als der des Schmieröls in dem Ringraum 38, und er ist gleich oder kleiner dem Druck auf der Ansaugseite des Verdichtungsmechanis mus und kleiner als der Druck in dem Ringraum 38. Der Strö mungswiderstand der Verbindungsöffnung 46 wird so eingestellt, daß er kleiner ist als derjenige des Drosselelements 44. Auf diese Weise wird die Fließgeschwindigkeit des Schmieröls durch das Drosselelement 44 so eingestellt, daß der Strömungswider stand größer gemacht werden kann als in einem kleinen Spalt des Antriebslagers 15, und daß ein genauer Wert des Strömungswider standes bei kleiner Fließgeschwindigkeit des Schmieröls vorein gestellt werden kann, wodurch verhindert wird, daß das Schmier öl in zunehmender Menge in die Verdichtungs-Arbeitskammer 9 einströmt.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Drosselelements in vergrößertem Maßstab. Das Drosselelement 44 umfaßt ein dünnes Rohr 46, das beispielsweise aus rostfreiem Stahl oder Kupfer hergestellt ist, und ein Element 48, dessen Gewindeteil 47 in den Verbindungskanal 42 eingeschraubt wird. Das Element 48 und das dünne Rohr 46 sind durch Verwendung eines Hartlots 49 mit einander hartverlötet, und das Element 48 ist mit einer hexa gonalen Ausnehmung 50 versehen, in die ein (nicht gezeigtes) Werkzeug eingesetzt werden kann. Wenn das Schmieröl das dünne Rohr 46 durchströmt, wird sein Druck vermindert und die Fließ geschwindigkeit kann dadurch gesteuert werden. Das dünne Rohr 46 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

1. Spiralverdichter, umfassend ein ortsfestes Spiralele ment mit einer Spiralwand, die auf einem ortsfesten Rahmenkör 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 Lagerelement mit einem Hauptlager, das eine Hauptwelle der Kurbelwelle trägt, und einer 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 Spiralelementes (12) ein Gleitdichtring (40) zugeordnet ist, der den ersten Ringraum (38) von dem zweiten Ringraum (39) trennt, daß sich der den zweiten Ringraum (39) mit der Ölwanne (5) verbindende Kanal (42) durch die Antriebswelle (14) des um laufenden Spiralelementes (12) erstreckt und daß diesem Kanal (42) eine Durchfluß-Begrenzungseinrichtung zugeordnet ist, um fassend ein in der Antriebswelle (14) befestigbares Drosselele ment (44), das einen kalibrierten Durchlaß (46) aufweist.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Drosselelement (44) ein dünnes Rohr (46) ist.