DE4316770A1 - Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor - Google Patents
Dichtungsstruktur für einen SpiralkompressorInfo
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsstruktur für
einen Spiralkompressor mit einem feststehenden Spiralteil und
einem umlaufenden Spiralteil, welches dem feststehenden Spi
ralteil gegenüberliegend zu einer Umlaufbewegung antreibbar
ist, mit mehreren Kompressionskammern, die zwischen dem fest
stehenden und dem umlaufenden Spiralteil definiert sind und
deren Volumina in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des um
laufenden Spiralteils abnehmen, und mit einer Auslaßöffnung,
die sich in eine Auslaßkammer öffnet.
Bei einem konventionellen Spiralkompressor konvergiert die
Kompressionskammer in Richtung auf einen Spalt, der zwischen
Anfangsbereichen der Spiralelemente eines feststehenden Spi
ralteils und eines umlaufenden Spiralteils definiert ist, und
zwar in Abhängigkeit von der Bewegung des umlaufenden Spiral
teils. Ein gasförmiges Kältemittel in der Kompressionskammer
wird durch eine Auslaßöffnung ausgestoßen, welche in einer
Basis bzw. Endplatte oder Stirnwand des feststehenden Spiral
teils vorgesehen ist. Generell wird auf die Anfangsbereiche
der Spiralelemente aufgrund des Kompressionsdrucks eine grö
ßere Reaktionskraft ausgeübt als auf die übrigen Teile
derselben, während ein Gas bzw. ein gasförmiges Kältemittel
komprimiert wird. Daher müssen die Anfangsbereiche der
Spiralelemente eine hohe Druckfestigkeit bzw. die Fähigkeit
haben, die entstehenden hohen Gasdrücke auszuhalten.
Die JP-OS 59-58187 offenbart einen Spiralkompressor, bei wel
chem die Anfangsbereiche der Spiralelemente generell eine
größere Dicke haben als deren übrige Teile. Generell werden
zum Erzeugen der Spiralelemente beider Spiralteile Evolven
tenkurven benutzt, um die äußeren und inneren Wände zwischen
Anfangspunkten und Endpunkten der Spiralelemente zu bilden.
Bei dem bekannten konventionellen Kompressor ist jedoch ein
Teil der inneren Spiralwand des Anfangsbereichs des Spiral
elementes so ausgebildet, daß er einen geraden Teil umfaßt.
Dadurch, daß ein gerades Teilstück vorgesehen wird, wird die
Dicke des Anfangsbereichs des Spiralelements im Vergleich zu
Kompressoren erhöht, bei denen die Spiralelemente längs rei
ner Evolventenkurven verlaufen. Die Vergrößerung der Dicke
erhöht die Druckfestigkeit der Anfangsbereiche der Spiralele
mente.
Zur Optimierung des Wirkungsgrades beim Betrieb des Kompres
sors werden zusätzlich zu der Verbesserung der Druckfestig
keit eine hohe Dichtwirkung und ein niedriger Auslaßwider
stand gefordert. Beispielsweise offenbaren die JP-OS
57-148088 und die JP-GM-OS 60-128995 spezielle Strukturen,
welche die Dichtwirkung zwischen den in Gleitkontakt mitein
ander stehenden Teilen der Endplatten der Spiralteile und den
freien Stirnflächen der Spiralelemente derselben erhöhen. Je
der der in den genannten Veröffentlichungen beschriebenen
Kompressoren umfaßt Dichtungselemente, die zwischen den be
treffenden Endplatten und den Stirnflächen der Spiralelemente
liegen.
Der Auslaßwiderstand beeinflußt das Pulsieren des Auslaß
druckes und den Wirkungsgrad des Kompressors. Wenn ein Pul
sieren des Auslaßdruckes auftritt, dann führt dies zu lauten
Geräuschen. Zur Reduzierung des Auslaßwiderstandes umfaßt der
Kompressor gemäß der genannten JP-OS 57-148088 eingegrabene
Nuten, die mit der Auslaßöffnung kommunizieren und die in dem
Anfangsbereich des Spiralelements des feststehenden Spiral
teils ausgebildet sind, um dadurch den Radius der Auslaßöff
nung zu vergrößern.
Zum Regulieren bzw. Verhindern einer erneuten Ausdehnung von
zuvor bereits in der Kompressionskammer komprimiertem gasför
migem Kältemittel durch Entweichen des unter Auslaßdruck ste
henden Kältemittels in eine nachfolgende Kompressionskammer
sollte die Auslaßöffnung keine Überlappung mit einer nachfol
genden Kompressionskammer aufweisen, wenn der Auslaßprozeß
beendet wird. Aus diesem Grund ist der Radius der Auslaßöff
nung beschränkt. Wenn mit einem vergrößerten Anfangsbereich
des Spiralelementes gearbeitet wird, wie dies in der JP-OS
59-58187 beschrieben ist, dann kann der Radius der Auslaßöff
nung erhöht werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß
man die die Auslaßöffnung überdeckende Fläche des Anfangsbe
reichs des Spiralelements des umlaufenden Spiralteils ver
größert.
Bei einer einfachen Vergrößerung des Radius der Auslaßöffnung
werden jedoch die dem Gasdruck ausgesetzten Teile der Dich
tungselemente beeinflußt. Der Anfangsbereich des Dichtungs
elementes beeinflußt in starkem Maße das Verhindern eines
Leckens des unter hohem Druck stehenden Gases aus der mit der
Auslaßöffnung kommunizierenden Kompressionskammer. Daher ist
es wünschenswert, den Anfangsbereich des Dichtungselementes
so dicht wie möglich am Anfangsbereich des Spiralelementes
anzuordnen. Wenn nun der Radius der Auslaßöffnung ein
fach erhöht wird, dann wird das gemeinsam mit dem umlaufenden
Spiralteil umlaufende Dichtungselement über die Auslaßöffnung
erstreckt, um diese zu überlappen. Diese Überlappung kann zur
Folge haben, daß der Anfangsbereich des Dichtungselementes
aufgrund des hohen Auslaßdruckes des aus der Auslaßöffnung
austretenden Gases beschädigt wird. Daher kann der Anfangs
bereich des Dichtungselementes des umlaufenden Spiralteils
nicht über die relative Position der Auslaßöffnung hinaus in
die Nachbarschaft des Anfangsbereichs des feststehenden Spi
ralelements erstreckt werden.
Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeig
ten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine verbesserte Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor
anzugeben, um einerseits eine hohe Druckfestigkeit und ande
rerseits eine hohe Dichtwirkung und einen niedrigen Auslaßwi
derstand bezüglich des Anfangsbereichs des Spiralelements zu
erreichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Kompressor der eingangs angege
benen Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kenn
zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Im einzelnen umfaßt der Spiralkompressor gemäß der Erfindung
zur Lösung der gestellten Aufgabe einen feststehenden Spiral
teil mit einem feststehenden Spiralelement und einer festste
henden Endplatte bzw. Stirnwand. Ein umlaufender bzw. ein zu
einer Umlaufbewegung antreibbarer Spiralteil umfaßt ein um
laufendes Spiralelement und eine umlaufende Endplatte und ist
zu einer Umlaufbewegung antreibbar, wobei er dem feststehen
den Spiralteil gegenüberliegt. Mehrere Kompressionskammern
sind zwischen dem festen und dem umlaufenden Spiralteil
definiert, wobei die Volumina der Kompressionskammern
im Verlauf einer Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralteils
abnehmen. Eine Auslaßöffnung öffnet sich zu einer der Kom
pressionskammern. Die Dicke der Anfangsbereiche der festste
henden und der umlaufenden Spiralelemente ist größer als die
Dicke der übrigen Teile derselben. Spiralförmige Dichtungs
elemente sind zwischen den Endplatten einerseits und den zu
geordneten freien Enden der Spiralelemente andererseits vor
gesehen und stehen jeweils in Gleitkontakt mit den Endplat
ten. Dabei ist mindestens eines der Dichtungselemente gemein
sam mit dem umlaufenden Spiralelement beweglich und besitzt
einen Anfangsbereich mit einer Querschnittsfläche, die größer
ist als die Querschnittsfläche seiner übrigen Teile.
Im Hinblick auf die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die
Druckfestigkeit des Anfangsbereiches des Spiralelementes er
höht. Ferner kann die Fläche des Anfangsbereichs des Spiral
elementes zum Abdecken der Auslaßöffnung erhöht werden, wäh
rend außerdem die Breite des Anfangsbereichs des Dichtungs
elements erhöht werden kann. Die Festigkeit bzw. Widerstands
fähigkeit des Anfangsbereichs des Dichtungselements kann so
mit erhöht werden. Wenn nun der Radius der Auslaßöffnung er
höht werden soll, dann kann eine Beschädigung des Dichtungs
elementes selbst dann verhindert werden, wenn sich das Dich
tungselement bis über die Auslaßöffnung erstreckt. Im Ender
gebnis kann dadurch der Anfangsbereich des Dichtungselementes
sehr dicht am Anfangsbereich des Spiralelementes des umlau
fenden Spiralteils positioniert werden. Weiterhin kann der
Auslaßwiderstand aufgrund der Erhöhung des Radius der Auslaß
öffnung erhöht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand
abhängiger Ansprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach
stehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zei
gen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kompressor ge
mäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er
findung;
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der Li
nie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt wesentlicher
Teile des Kompressors gemäß Fig. 1 bei Been
digung des Auslaßvorganges;
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt wesentlicher
Teile des Kompressors gemäß Fig. 1 für einen
Betriebszustand, in dem der Anfangsbereich
des Dichtungselementes des umlaufenden Spi
ralteils über die Auslaßöffnung vorspringt;
und
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der
wesentlichen Teile eines abgewandelten
Kompressors gemäß der Erfindung.
Im einzelnen zeigen
Fig. 1 bis 4 der Zeichnung ein bevorzug
tes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kompressors
mit einem vorderen Gehäuse 2, welches an einem feststehenden
Spiralteil 1 befestigt ist, der gleichzeitig die Funktion ei
nes hinteren Gehäuses hat. Eine ringförmige Basisplatte 3 ist
an der inneren Umfangsfläche des feststehenden Spiralteils 1
befestigt und steht in Kontakt mit der Stirnfläche des vorde
ren Gehäuses 2.
Eine drehbare Welle 4 ist in dem vorderen Gehäuse 2 drehbar
gelagert und umfaßt einen einstückig angeformten Kurbel- bzw.
Exzenterzapfen 5. Der Exzenterzapfen 5 steht durch eine zen
trale Bohrung der Basisplatte 3 hindurch in das Innere des
feststehenden Spiralteils vor.
Ein Ausgleichsgewicht 6 und eine Buchse 7 werden von dem Ex
zenterzapfen 5 drehbar gehaltert. Ein drehbarer, im Betrieb
umlaufender Spiralteil 4 wird von der Buchse 7 derart gehal
tert, daß seine Flächen den Flächen des feststehenden Spiral
teils 1 gegenüber liegen und mit diesen in Gleitkontakt ste
hen. Zwischen einer feststehenden Endplatte 1a und einer um
laufenden Endplatte 8a und einem feststehenden Spiralelement
1b sowie einem umlaufenden Spiralelement 8b der Spiralteile 1
bzw. 8 sind Kompressionskammern P und Po definiert.
An der Innenfläche - in Fig. 1 an der rechten Stirnfläche -
der Basisplatte ist ein feststehender Ring 9 befestigt, so
daß er dem umlaufenden Spiralteil 8 gegenüberliegt. Mehrere
kreisrunde Regulieröffnungen 9a sind in gleichen Winkelab
ständen voneinander in dem feststehenden Ring 9 ausgebildet,
um die Drehung des umlaufenden Spiralteils 8 zu regeln. Ein
umlaufender Ring 10 ist an der Rückseite - in Fig. 1 an der
linken Stirnfläche - der umlaufenden Endplatte 8a befestigt.
In dem umlaufenden Ring 10 sind mehrere kreisrunde Regulier
öffnungen 10a in gleichen Winkelabständen voneinander ausge
bildet. Scheibenförmige Schuhe 11A und 11B mit einem Radius,
der kleiner ist als der Radius der Regulieröffnungen 9a bzw.
10a, sind in die Regulieröffnungen 9a bzw. 10a eingesetzt.
Zwischen jedem Paar von Schuhen 11A, 11B ist ferner jeweils
eine Kugel 12 angeordnet.
Die Schuhe 11A und 11B und die Kugeln 12 sind während des Be
triebes aufgrund der Reaktionskraft des zwischen den beiden
Spiralteilen 1 und 8 komprierten Gases zwischen der Basis
platte 3 und dem umlaufenden Spiralteil 8 eingeklemmt bzw.
eingespannt, so daß sie eine integrierte Lageranordnung bil
den. Für die Schuhe 11A und 11B ist in den Regulieröffnungen
9a bzw. 10a jeweils ein kreisrunder Umlaufbereich definiert.
Der Durchmesser des Umlaufbereichs für die Schuhe 11A und 11B
wird dabei so gestaltet, daß er gleich dem Umlaufradius des
Exzenterzapfens 5 ist. Der umlaufende Spiralteil kann also
entsprechend der Bewegung des Exzenterzapfens 5 umlaufen,
ohne sich um sich selbst zu drehen, während sämtliche Schuhe
11A und 11B zwischen den Umfangsflächen der Regulieröffnungen
9a und 10a eingeschlossen sind und sich in Abhängigkeit von
der Drehung des Exzenterzapfens 5 am Umfang der Regulieröff
nungen 9a und 10a entlang bewegen bzw. abwälzen.
Das gasförmige Kältemittel, welches durch einen Einlaß 1c zu
geführt wird, der in der Umfangswand bzw. Außenwand des fest
stehenden Spiralteils 1 vorgesehen ist, fließt in die Kom
pressionskammern P, die zwischen den beiden Spiralteilen 1
und 8 definiert sind. Die Volumina der Kompressionskammern
nehmen in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des umlaufenden
Spiralteils 8 ab, derart, daß sie in Richtung auf den Spalt
konvergieren, der zwischen den Anfangsbereichen 1e und 8c der
feststehenden Spiralelemente 1b und der umlaufenden Spiral
elemente 8b der Spiralteile 1 bzw. 8 vorgesehen ist. Das auf
grund der Abnahme der Volumina der Kompressionskammern P und
Po komprimierte Gas wird durch eine Auslaßöffnung 1d in der
feststehenden Stirnwand bzw. Endplatte 1a in eine Auslaßkam
mer 13 ausgestoßen. Die Auslaßkammer 13 ist normalerweise mit
Hilfe eines Auslaßventils 14 geschlossen, welches auf der
Seite der Auslaßkammer 13 angeordnet ist.
Dichtungselemente 15 und 16 aus Kunststoffmaterial sind in
die Stirnflächen der freien Enden des feststehenden bzw. des
umlaufenden Spiralelements 1b bzw. 8b eingelegt. Das Dich
tungselement 15 steht in Kontakt mit der Endplatte 8a des um
laufenden Spiralteils. Das Dichtungselement 16 steht in Kon
takt mit der Endplatte 1a des feststehenden Spiralteils 1.
Beide Dichtungselemente 15 und 16 stehen in Abhängigkeit von
der Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralteils 8 in Gleitkon
takt mit der jeweils zugeordneten Endplatte 8a bzw. 1a.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Anfangsbereiche 1e und 8c des
feststehenden und des umlaufenden Spiralelements 1b bzw. 8a
dicker als jeder andere Teil dieser Spiralelemente ausgebil
det, um ihre Druckfestigkeit, d. h. ihre Fähigkeit, die ent
stehenden Gasdrücke auszuhalten, zu erhöhen. Ein Innenwand
bereich des Anfangsbereichs 1e verläuft längs eines ersten
Kreisbogens mit einem Radius R12 längs eines zweiten Kreisbo
gens mit einem Radius R11 und längs einer geraden Linie L1.
Ein Innenwandbereich des Anfangsbereichs 8c verläuft längs
eines ersten Kreisbogens mit einem Radius R22, längs eines
zweiten Kreisbogens mit einem Radius R21 und längs einer ge
raden Linie L2. Die Kreisbögen mit den Radien R11 und R12 ha
ben denselben Krümmungsradius und die gleiche Länge. Die
Kreisbögen mit den Radien R21 und R22 haben dieselben
Radien und dieselbe Bogenlänge. Die gerade Linie L1 bildet
eine gemeinsame Tangente für die Kreisbögen mit den Radien
R11 und R12. Die gerade Linie L2 bildet eine gemeinsame Tan
gente zu den Kreisbögen mit den Radien R21 und R22.
Die Hauptteile der Innen- und der Außenwände des feststehen
den Spiralelements 1b und des umlaufenden Spiralelements 8b
verlaufen mit Ausnahme der Anfangsbereiche 1e bzw. 8c längs
Evolventenkurven E1 und E2. Die Evolventenkurven E1 und E2
gehen von einem Basiskreis Co aus. Die zweiten Kreisbögen mit
den Radien R11 und R21 gehen glatt in die Evolventenkurven E1
über. Die ersten Kreisbögen mit den Radien R12 und R22 gehen
gleichmäßig in die Evolventenkurven E2 über. Ein Verbindungs
punkt P1 der Kreisbögen mit den Radien R11 bzw. R21 mit der
Evolventenkurve E1 entspricht dem distalen bzw. fernen Punkt
einer Evolventenlinie mit einem beliebigen Evolventenwinkel α.
Ein Verbindungspunkt P2, der die Kreisbögen mit den Radien
R12 bzw. R22 mit der Evolventenkurve E2 verbindet, entspricht
dem distalen bzw. fernen Punkt einer Evolventenlinie mit
einem Evolventenwinkel (α + 180°), welcher gegenüber dem
Evolventenwinkel α um 180° voreilt. Die längs der geraden Li
nien L1 und L2 verlaufenden Wandbereiche stehen an den vorge
gebenen Umlaufpunkten bezüglich des umlaufenden Spiralteils 8
in Gleitkontakt miteinander, und zwar entsprechend der in
Fig. 3 gezeigten Form der spiralförmig verlaufenden Wände.
Diese Anfangsbereiche 15a und 16a sind breiter als die übri
gen Teile der Dichtungen 15, 16, so daß sie sich der Form des
feststehenden bzw. des umlaufenden Spiralelements 1b bzw. 8b
anpassen.
Wenn die zwei Wandbereiche längs der geraden Linien L1 und
L2, wie in Fig. 3 gezeigt, in Gleitkontakt miteinander ste
hen, d. h. mit anderen Worten, wenn das Ausstoßen des gasför
migen Kältemittels aus der Kompressionskammer Po durch die
Auslaßöffnung 1d abgeschlossen ist, dann ist der Anfangsbe
reich 16a des Dichtungselements 16 in der Lage, den überwie
genden Teil der Auslaßöffnung 1d abzudecken.
Wenn sich der umlaufende Spiralteil 8, ausgehend von der im
Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Position, weiterbewegt,
gelangt ein Vorsprung 16b des Anfangsbereichs 16a über die
Auslaßöffnung 1d, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Zu diesem
Zeitpunkt wird der Druck in der Kompressionskammer Po zu
einem Maximum. Das vorstehende Ende bzw. der Vorsprung 16b
ist dabei einer in Richtung auf die Auslaßöffnung 1d wirken
den Saugkraft bzw. Mitreißkraft unterworfen, wenn das unter
hohem Druck stehende gasförmige Kältemittel aus der Auslaß
öffnung 1d ausströmt.
Die Breite des Anfangsbereichs 16a des Dichtungselementes 16
entspricht jedoch der Dicke des Anfangsbereichs 8c des umlau
fenden Spiralelements 8b. Folglich ist die Stabilität des An
fangsbereichs 16a der Dichtung 16 erheblich größer als die
Stabilität der übrigen Teile des Dichtungselements 16. Daher
wird der Vorsprung 16b des Dichtungselements 16, der über die
Auslaßöffnung 1d vorsteht, selbst dann nicht beschädigt, wenn
die Strömung des unter hohem Druck stehenden Gases auf ihn
einwirkt. Die Spitze des Anfangsbereichs des Dichtungsele
mentes 16 kann so dicht wie möglich am Anfangsbereich des um
laufenden Spiralelements 8b angeordnet werden, um die Mög
lichkeiten der Abdichtung der Kompressionskammer Po zu ver
bessern.
Beim betrachteten Ausführungsbeispiel sind die Wände längs
der geraden Linie L2 derart ausgebildet, daß die Dicke des
Anfangsbereichs 8c im Vergleich zu dem Fall zunimmt, in dem
die Wände derart ausgebildet sind, daß sie längs der inneren
Evolventenkurven E2 verlaufen. Daher kann die Fläche, mit der
der Anfangsbereich 8c des umlaufenden Spiralteils 8 die Aus
laßöffnung 1d überdeckt, beträchtlich erhöht werden. Dies hat
zur Folge, daß die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 1d
vergrößert und folglich der Auslaßwiderstand verringert wer
den kann.
Wenn der Radius der Auslaßöffnung 1d vergrößert wird, wird
der Anteil des Vorsprungs 16d des Dichtungselementes 16, der
sich über die Auslaßöffnung 1d erstreckt, vergrößert. Als
brauchbares Maß für den überstehenden Anteil des verbreiter
ten Bereichs kann beispielsweise das Verhältnis K2/K1 be
stimmt werden, wobei K1 die Länge einer geraden Linie ist,
die sich zwischen den Schnittpunkten Q1 und Q2 des umlaufen
den Randes der Auslaßöffnung 1d mit dem umlaufenden Rand des
Dichtungselementes 16 befindet, und wobei K2 die Größe bzw.
Strecke ist, mit der sich das Dichtungselement 16 über die
Auslaßöffnung 1d erstreckt. Für die Bestimmung des Ausmaßes
der Überlappung kann auch das Verhältnis S1/S2 bestimmt wer
den, wobei S1 die Bogenlänge zwischen den Schnittpunkten Q1
und Q2 längs des Umfangs der Auslaßöffnung 1d ist und wobei
S2 die Bogenlänge zwischen den Schnittpunkten Q1 und Q2 längs
des Umfangs des Dichtungselements 16 ist. Indem man entweder
das Verhältnis K1/K2 oder das Verhältnis S1/S2 in geeigneter
Weise auswählt, kann eine Beschädigung des Anfangsbereichs
16a vermieden werden, und der Radius der Auslaßöffnung 1d
kann vergrößert werden.
Wie vorstehend beschrieben, umfaßt die vorliegende Erfindung
das Merkmal, daß die Dicke des Anfangsbereichs des spiralför
migen Elements größer ist als der übrige Teil desselben und
daß zumindest die Querschnittsfläche des Anfangsbereichs des
Dichtungselements, welches sich gemeinsam mit dem umlaufenden
Spiralteil bewegt, größer ist als die Querschnittsfläche der
übrigen Teile des Dichtungselements. Daher können die hohe
Druckfestigkeit, die hohe Abdichtfähigkeit und der niedrige
Auslaßwiderstand des Anfangsbereichs des spiralförmigen Ele
ments erreicht werden.
Fig. 5 zeigt die wesentlichen Elemente eines abgewandelten
Ausführungsbeispiels eines Kompressors gemäß der Erfindung,
wobei im Unterschied zu dem zuvor erläuterten Ausführungsbei
spiel die Endbereiche 15a, 16a der Dichtungselemente 15 bzw.
16 im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sind, so daß
die Dichtungen einerseits und die sie aufnehmenden Vertiefun
gen der Spiralelemente 1b, 8b einfach hergestellt werden kön
nen. Die zylinderförmigen Endbereiche 15a, 16a erweisen sich
im Betrieb als sehr stabil und als unempfindlich gegenüber
Beschädigungen.
Obwohl vorstehend nur zwei Ausführungsbeispiele der vorlie
genden Erfindung beschrieben wurden, erkennt der Fachmann,
daß die Erfindung mittels vieler anderer spezieller Ausfüh
rungsformen realisiert werden kann, ohne daß dabei vom Grund
gedanken der Erfindung abgewichen werden müßte. Insbesondere
wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, daß ausge
hend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfindungsge
mäß die nachfolgend angegebenen konstruktiven Änderungen
durchgeführt werden können:
- 1. Die Form der Anfangsbereiche 15a und 16a der Dichtungsele mente 15 bzw. 16 kann in eine kreisrunde bzw. zylindri sche oder eine elliptische Form geändert werden;
- 2. zur Erhöhung der Festigkeit der Anfangsbereiche der Dich tungselemente kann die Dicke der Anfangsbereiche so geän dert werden, daß sie größer ist als die Dicke der übrigen Teile;
- 3. die Querschnittsfläche des Anfangsbereichs des Dichtungs elementes für den umlaufenden Spiralteil kann so geändert werden, daß sie größer ist als die Querschnittsfläche der übrigen Teile dieses Dichtungselementes; und
- 4. die Form des Anfangsbereichs des spiralförmigen Elements ist nicht auf die beschriebene Form beschränkt, bei der die Wände längs Kreisbögen oder einer geraden Linie ver laufen. Wenn dies für die Ausgestaltung der Kompressions kammern nützlich ist, können auch andere Kurven verwendet werden.
Claims (8)
1. Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor mit einem
feststehenden Spiralteil und einem umlaufenden Spiral
teil, welches dem feststehenden Spiralteil gegenüberlie
gend zu einer Umlaufbewegung antreibbar ist, mit mehreren
Kompressionskammern, die zwischen dem feststehenden und
dem umlaufenden Spiralteil definiert sind und deren Volu
mina in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des umlaufen
den Spiralteils abnehmen, und mit einer Auslaßöffnung,
die sich in eine Auslaßkammer öffnet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Anfangsbereiche (1e, 8c) eines feststehenden Spiralelements (1b) des feststehenden Spiralteils (1) und eines umlaufenden Spi ralelements (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) jeweils größer ist als die Dicke der übrigen Teile der Spiralele mente (1b, 8b);
daß zwischen den freien Enden der Spiralelemente (1b, 8b) und der ihnen jeweils gegenüberliegenden Endplatte (1a, 8a) des feststehenden bzw. des umlaufenden Spiralteils (1 bzw. 8) spiralförmige Dichtungselemente (15, 16) angeord net sind, die jeweils in Gleitkontakt mit der zugeordne ten Endplatte (1a bzw. 8a) stehen; und
daß mindestens eines der Dichtungselemente (16), welches sich gemeinsam mit dem Spiralelement (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) bewegt, in einem Anfangsbereich (16a) eine Querschnittsfläche aufweist, die größer ist als die Querschnittsfläche seiner übrigen Teile, derart, daß ein Teil der Auslaßöffnung (1d) durch den Anfangsbereich (16a) dieses Dichtungselementes (16) überdeckbar ist.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Anfangsbereiche (1e, 8c) eines feststehenden Spiralelements (1b) des feststehenden Spiralteils (1) und eines umlaufenden Spi ralelements (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) jeweils größer ist als die Dicke der übrigen Teile der Spiralele mente (1b, 8b);
daß zwischen den freien Enden der Spiralelemente (1b, 8b) und der ihnen jeweils gegenüberliegenden Endplatte (1a, 8a) des feststehenden bzw. des umlaufenden Spiralteils (1 bzw. 8) spiralförmige Dichtungselemente (15, 16) angeord net sind, die jeweils in Gleitkontakt mit der zugeordne ten Endplatte (1a bzw. 8a) stehen; und
daß mindestens eines der Dichtungselemente (16), welches sich gemeinsam mit dem Spiralelement (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) bewegt, in einem Anfangsbereich (16a) eine Querschnittsfläche aufweist, die größer ist als die Querschnittsfläche seiner übrigen Teile, derart, daß ein Teil der Auslaßöffnung (1d) durch den Anfangsbereich (16a) dieses Dichtungselementes (16) überdeckbar ist.
2. Dichtungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß die Anfangsbereiche (1e, 8c) der Spiralelemente
(1b, 8b) des feststehenden und des umlaufenden Spiral
teils (1 bzw. 8) derart ausgebildet sind, daß sie sich
längs geraden Linien (L1, L2) erstrecken, derart, daß sie
in der Kompressionsphase des Kompressors in Gleitkontakt
miteinander stehen.
3. Dichtungsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Hauptteile der Spiralelemente (1b, 8b),
abgesehen von deren Anfangsbereichen (1e, 8c), derart
ausgebildet sind, daß sie längs Evolventenkurven (E1, E2)
verlaufen und daß zwischen den Hauptbereichen und den An
fangsbereichen jeweils Verbindungsbereiche vorgesehen
sind, die längs eines Kreisbogens (mit den Radien R12,
R22) verlaufen.
4. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß vorstehende Enden der Anfangs
bereiche (1e, 8c) der Spiralelemente (1b, 8b) derart aus
gebildet sind, daß sie längs zweiter Kreisbögen (mit den
Radien R11 bzw. R22) verlaufen.
5. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (1d) durch
den Anfangsbereich (8c) des Spiralelementes (8b) des um
laufenden Spiralteils (8) überdeckbar ist.
6. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß der Anfangsbereich (16a) des
Dichtungselementes (16), welches gemeinsam mit dem Spi
ralelement (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) beweglich
ist, derart ausgebildet ist, daß durch ihn ein größerer
Teil der Auslaßöffnung (1d) überdeckbar ist.
7. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente (15, 16)
aus Kunststoff bestehen.
8. Dichtungsstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich
net, daß die Radien (R11, R21) der zweiten Kreisbögen je
weils kleiner sind als der Radius (R12, R22) des ersten
Kreisbogens des betreffenden Spiralelementes.
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