DE69002809T2

DE69002809T2 - Flüssigkeitsverdichter.

Info

Publication number: DE69002809T2
Application number: DE90111475T
Authority: DE
Inventors: Eiichi Aikawa; Takayoshi Fujiwara; Hisanori Honma; Yoshinori Sone
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-09-08
Filing date: 1990-06-18
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2010-06-19
Also published as: CN1050591A; DE69002809D1; EP0416224A3; EP0416224A2; CN1016260B; EP0416224B1; US5090875A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fluidverdichter, insbesondere einen Verdichter zum Verdichten eines Kältemittelgases in z.B. einem Kühlkreis.
Ein Beispiel eines Fluidverdichters ist in der US- PS 4 875 842, entsprechend DE 38 30 746 A1 der gleichen Anmelderin dargestellt. Diese Verdichterart umfaßt ein geschlossenes (gekapseltes) Gehäuse sowie eine Verdichtereinheit und eine Motoreinheit, die beide im geschlossenen Gehäuse untergebracht sind. Die Motoreinheit weist einen an der Innenfläche des Gehäuses befestigten Stator und einen innerhalb des Stators koaxial zu ihm angeordneten Rotor auf.
Die Verdichtereinheit enthält einen im Rotor koaxial zu ihm befestigten und sich mit dem Rotor mitdrehenden Zylinder. Im Zylinder ist ein Kolben, d.h. eine Walze so drehbar angeordnet, daß die Walze zur Achse des Zylinders exzentrisch bzw. außermittig liegt. In der Außenumfangsfläche der Walze ist eine schraubenförmige Nut bzw. Wendelnut geformt, die vom einen Ende der Walze zu ihrem anderen Ende verläuft. Die Steigungen (Gänge) der Wendelnut verkleinern sich fortlaufend mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders in Richtung auf dessen Austragseite. In die Wendelnut ist ein wendelförmiger Flügelsteg mit einer zweckmäßigen Elastizität eingesetzt.
Der zwischen dem Zylinder und der Walze festgelegte Raum ist durch den Flügelsteg in mehrere Arbeitskammern unterteilt. Die Kapazitäten (Volumina) der Arbeitskammern verkleinern sich fortlaufend mit zunehmendem Abstand von der Ansaugseite des Zylinders zu seiner Austragseite hin. Wenn der Zylinder und die Walze durch die Motoreinheit synchron miteinander in Drehung versetzt werden, wird Kältemittelgas aus dem Kühlkreis über das Ansaugende des Zylinders in die Arbeitskammern eingeführt. Das angesaugte Gas wird bei seiner Förderung zum Austragende des Zylinders fortlaufend verdichtet. Das unter hohen Druck gesetzte Gas wird am Austragende des Zylinders in das geschlossene Gehäuse ausgetragen.
Der ansaugseitige Endabschnitt des Zylinders ist durch ein an der Innenfläche des Gehäuses befestigtes Hauptlager drehbar gelagert. Der austragseitige Endabschnitt des Zylinders steht mit einem Nebenlager in Eingriff, das relativ zum Gehäuse in der Radialrichtung des Zylinders bewegbar angeordnet ist. Dies bedeutet, daß der Zylinder durch das Hauptlager im wesentlichen auskragend gelagert ist.
Der Rotor der Motoreinheit ist an der Außenumfangsfläche des Zylinders befestigt. Der Schwerpunkt dieses Rotors liegt auf der Mittelachse des Zylinders und ist von der Mitte des Zylinders in dessen Axialrichtung zum Hauptlager hin versetzt. Bei diesem bekannten Verdichter ist jedoch der Rotor so am Zylinder befestigt daß der Berührungsabschnitt zwischen dem Zylinder und dem Rotor das Hauptlager in der Axialrichtung nicht überlappt. Bei dieser bekannten Konstruktion, bei welcher das Gewicht des Rotors von der Endkante des Hauptlagers abgestützt wird, kann aufgrund des Gewichts des Rotors eine Verformung des Zylinders auftreten.
Beim oben angegebenen Verdichter, bei dem der Zylinder praktisch an seinem einen Ende abgestützt oder gelagert ist, werden die Drehbewegungseigenschaften wesentlich durch den Zustand des abgestützten Zylinders, des Rotors usw. beeinflußt. Wenn die betreffenden Elemente nicht präzise ausgefluchtet sind, d.h. wenn z.B. eine Abweichung zwischen der Achse des Rotors und derjenigen des Zylinders oder zwischen den Achsen von Rotor und Stator auftritt, können der Zylinder und der Rotor gegenüber einer Schnittlinie zwischen der festen Fläche des Hauptlagers und der Mittelachse des Zylinders schleudern oder unrund laufen (whirl). Wenn insbesondere der Schwerpunkt des Rotors, wie beim oben beschriebenen Verdichter, in großem Abstand von der befestigten Fläche des Hauptlagers getrennt ist, wird diese Schleuderbewegung von Zylinder und Rotor noch verstärkt. Infolgedessen nehmen Schwingung und Geräusch(entwicklung) des Verdichters zu; der Reibungsverlust am Gleitabschnitt des Lagers ist erheblich erhöht oder führt zu Abrieb, wodurch der (die) Betriebswirkungsgrad oder -leistung des Verdichters herabgesetzt wird. Darüber hinaus können Rotor und Stator in Berührung miteinander gelangen und sich gegenseitig beschädigen.
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf die obigen Probleme entwickelt worden; ihre Aufgabe ist die Schaffung eines Fluidverdichters, bei dem Schwingung und Geräusch verringert sind, ein Reibungsverlust eines Lagerteils klein ist und hohe Zuverlässigkeit und Haltbarkeit gewährleistet werden kann.
Diese Aufgabe wird durch einen Verdichter gelöst, wie er im Anspruch 1 beansprucht ist.
Bei dieser Anordnung ist der Rotor so angeordnet, daß sein Schwerpunkt innerhalb des Hauptlagers und auf der Mittelachse des Zylinders liegt. Mit dieser Ausgestaltung kann das Schleudern (whirling) des Drehkörpers verringert werden.
Ein besseres Verständnis dieser Erfindung ergibt sich aus der folgenden genauen Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen zeigen:
Fig. 1 bis 4 einen Fluidverdichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht des Gesamtaufbaus des Verdichters,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene (Teil-)- Schnittansicht des ein Hauptlager enthaltenden Teils,
Fig. 3 eine Seitenansicht einer Drehwalze und
Fig. 4 eine Seitenansicht eines Flügelstegs.
Nachstehend ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die vorliegende Erfindung auf einen geschlossenen bzw. gekapselten Verdichter zum Verdichten eines Kältemittelgases in einem Kühlkreis angewandt.
Der Verdichter umfaßt ein geschlossenes bzw. gekapseltes Gehäuse 10, eine Elektromotoreinheit 12 und eine durch die Motoreinheit 12 angetriebene Verdichtereinheit 14, die jeweils im Gehäuse 10 angeordnet sind. Das Gehäuse 10 umfaßt einen napfförmigen Abschnitt 10a großen Durchmessers und einen Abschnitt 10b kleineren Durchmessers, wobei die Öffnungsränder dieser Abschnitte miteinander gekoppelt bzw. verbunden sind.
Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt die Motoreinheit 12 einen an der Innenfläche des Abschnitts 10a mit größerem Durchmesser des Gehäuses 10 befestigten ringförmigen Stator 16 und einen koaxial im Stator 16 angeordneten ringförmigen Rotor 18. Die Anordnungslage der Motoreinheit 12 ist von der Mitte auf der Achse des Gehäuses 10 in Richtung auf die Bodenwand des den größeren Durchmesser besitzenden bzw. weiteren Abschnitts 10a versetzt. Der Rotor 18 ist so geformt, daß sein Schwerpunkt C auf der Mitte der Mittelachse des Rotors liegt.
Die Verdichtereinheit 14 umfaßt einen Zylinder 20 mit einem Ansaugendabschnitt und einem Austragabschnitt. Der Rotor 18 ist koaxial an der Außenumfangsfläche des Ansaugendabschnitts des Zylinders 20 angebracht bzw. darauf aufgesetzt. Der Ansaugendabschnitt (der rechte Endabschnitt gemäß der Figur) des Zylinders 20 ist unter luftdichter Abdichtung drehbar durch ein Hauptlager 22 gelagert, das an der Innenfläche des weiteren Abschnitts 10a des Gehäuses 10 befestigt ist. Das Lager 22 umfaßt einen verschiebbar in den Zylinder 20 eingesetzten zylindrischen Einsatzabschnitt 24, eine an der Bodenwand des weiteren Abschnitts 10a befestigte proximale Stirnfläche 22a und eine distale Stirnfläche 22b, die innerhalb des Zylinders 20 angeordnet ist und der proximalen Stirnfläche 22a gegenüberliegt.
In den Austragendabschnitt (den linken Endabschnitt gemäß der Figur) des Zylinders 20 ist ein Nebenlager 26 eingesetzt, das einen zylindrischen Einsetzabschnitt 28 aufweist, der gleitfähig oder verschiebbar in den Austragendabschnitt des Zylinders 20 eingesetzt ist. Der Einsetzabschnitt 28 verschließt den Austragendabschnitt des Zylinders 20 luftdicht. Das Lager 26 ist am Gehäuse 10 mittels eines elastischen Tragelements 30 oder einer Blattfeder so gehaltert, daß es sich in der Radialrichtung des Zylinders 10 bewegen oder verschieben kann. Insbesondere steht das Tragelement 30 mit einem an der Bodenfläche des den kleinen Durchmesser besitzenden bzw. dünneren Abschnitts 10b des Gehäuses 10 befestigten Eingreifelements 32 so in Eingriff, daß das Tragelement 30 in der Radialrichtung des Zylinders 20 verschiebbar ist. Das Tragelement 30 liegt an der proxymalen Stirnfläche des Lagers 26 an und drückt dabei das Lager 26 in Richtung auf das Austragende des Zylinders 20 unter Verhinderung der Drehung des Lagers 26 relativ zum Zylinder 20.
Wie oben erwähnt, sind der Zylinder 20 und der Rotor 18 an ihrer einen Seite durch das Hauptlager 22 gelagert; außerdem sind sie durch die Lager 22 und 26 koaxial zum Stator 16 gehaltert bzw. gelagert.
Die Lagenbeziehung zwischen dem Rotor 18, dem Zylinder 20 und dem Hauptlager 22 ist im folgenden beschrieben.
Gemäß den Fig. 1 und 2 ist der Rotor 18 am Ansaugendabschnitt des Zylinders 20 befestigt. Der Schwerpunkt C des Rotors 18 ist von der Mitte G auf der Achse des Zylinders 20 in Richtung auf das Hauptlager 22 versetzt und liegt innerhalb des Hauptlagers 22, d.h. auf der Mittelachse B des Zylinders 20 zwischen der proximalen Stirnfläche 22a und der distalen Stirnfläche 22b des Lagers 22.
Es sei angenommen, daß eine Schnittlinie zwischen der Mittelachse B des Zylinders 20 und der proximalen Stirnfläche 22a des Hauptlagers 22 als Bezugsposition O und eine Schnittlinie zwischen der Mittelachse B und der distalen Stirnfläche 22b des Hauptlagers 22 als eine Position P vorausgesetzt sind. In diesem Fall ist der Abstand oder die Strecke E zwischen der Bezugsposition O und dem Schwerpunkt C des Rotors 18 kleiner als der Abstand oder die Strecke F zwischen der Bezugsposition O und der Position P (E < F).
Gemäß den Fig. 1 und 3 ist eine als ein Drehkörper dienende Drehwalze 34 im Zylinder 20, in dessen Axialrichtung verlaufend, untergebracht. Die Walze 34 umfaßt einen säulenförmigen Walzenkörper 35 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 20, sowie zwei koaxial von den beiden Enden des Körpers 35 abstehende Lagerabschnitte (Lagerzapfen) 36a und 36b. Die Mittelachse A der Walze 34 ist mit einer Exzentrizität e gegenüber der Mittelachse B des Zylinders 20 angeordnet, wobei ein Teil der Außenumfangsfläche des Körpers 35 mit der Innenumfangsfläche des Zylinders in Berührung steht. Die Lagerabschnitte 36a und 36b sind jeweils drehbar in Lagerbohrungen 22c bzw. 26a, die in den Lagern 22 bzw. 26 ausgebildet sind, eingesetzt, so daß die Drehwalze 34 durch die Lager 22 und 26 drehbar gelagert ist.
Gemäß Fig. 1 ist in der Außenumfangsfläche des Ansaugendabschnitts des Walzenkörpers 35 eine Eingreifnut geformt. Ein von der Innenfläche des Zylinders 20 abstehender Mitnehmerstift 38 ist in die Eingreifnut so eingesetzt, daß er in Radialrichtung des Zylinders 20 bewegbar oder verschiebbar ist. Wenn die Motoreinheit 12 zum Drehen des Zylinders 20 einheitlich mit dem Rotor 18 an Spannung gelegt ist, wird daher die Drehkraft des Zylinders 20 über den Stift 38 auf die Drehwalze 34 übertragen. Infolgedessen rotiert die Walze 34 im Zylinder 20, wobei ihre Außenumfangsfläche teilweise an der Innenfläche des Zylinders 20 anliegt.
Gemäß den Fig. 1 und 3 ist in der Außenumfangsfläche des Walzenkörpers 35 eine zwischen den beiden Enden des Walzenkörpers 35 verlaufende schraubenförmige oder Wendelnut 40 geformt. Die Steigungen der Nut 40 verkleinern sich fortlaufend mit zunehmendem Abstand vom Ansaugende des Zylinders 20 in Richtung auf dessen Austragende. Tiefe und Breite der Nut 40 sind über ihre Gesamtlänge hinweg im wesentlichen konstant. In Fig. 3 sind die Steigungen (Gänge) der Windungen der Nut 40 vom Austragende des Zylinders 20 zu dessen Ansaugende mit a bis e bezeichnet.
In die Nut 40 ist ein in Fig. 4 gezeigter schraubenförmiger Flügelsteg 42 eingesetzt. Jeder Bereich des Flügelstegs 42 ist längs der Nut 40 in Radialrichtung der Walze 34 bewegbar bzw. verschiebbar. Die Außenumfangsfläche des Flügelstegs 42 liegt eng an der Innenfläche des Zylinders 20 an.
Die Dicke des Flügelstegs 42 ist über die Gesamtlänge hinweg im wesentlichen der Breite der Nut 40 gleich. Die Breite jedes Teils oder Bereichs des Flügelstegs 42 in der Radialrichtung ist der Tiefe der Nut 40 im wesentlichen gleich. Der Flügelsteg 42 wird im voraus so geformt, daß sich seine Steigungen (Gänge) mit zunehmendem Abstand vom einen Ende des Flügelstegs zum anderen fortlaufend verkleinern, bevor der Flügelsteg 42 in die Nut 40 eingepaßt wird. Die Steigungen des Flügelstegs 42 und die Form seiner Seitenflächen bzw. Flanken 40a entsprechen denen der Nut 40. Die Steigungen a bis e der Windungen des Flügelstegs 42 vom linken Ende zum rechten Ende sind nämlich den Steigungen der Windungen der Nut 40 vom Austragende zum Ansaugende derselben im wesentlichen gleich. Weiterhin entsprechen Winkel und Form jedes Bereichs des Flügelstegs 42 denen des betreffenden Bereichs der Nut 40.
Der Flügelsteg 42 wird beispielsweise durch Spritzgießen unter Verwendung einer Form geformt, welche die gleiche Ausgestaltung wie die Drehwalze mit der Wendelnut aufweist.
Gemäß Fig. 1 ist der zwischen der Innenfläche des Zylinders 20 und der Außenumfangsfläche des Drehkörpers 35 festgelegte Raum durch den Flügelsteg 42 in eine Anzahl von Arbeitskammern 44 unterteilt, die in der Axialrichtung des Zylinders 20 aufeinander ausgerichtet sind. Jede Arbeitskammer 44, die durch zwei benachbarte Windungen des Flügelstegs 42 festgelegt ist, liegt im wesentlichen in Form eines Kreiszweiecks vor, das längs des Flügelstegs von einem Berührungs- oder Anlageabschnitt zwischen dem Walzenkörper 35 und der Innenfläche des Zylinders zum nächsten Anlageabschnitt verläuft. Die Kapazitäten bzw. Volumina der Arbeitskammern 44 verkleinern sich fortlaufend mit zunehmendem Abstand vom Ansaugende des Zylinders 20 zu dessen Austragende hin.
In dem den Ansaugendabschnitt des Zylinders 20 lagernden Lager 22 ist eine Ansaugbohrung 46 geformt, die in der Axialrichtung des Zylinders 20 verläuft. Das eine Ende der Ansaugbohrung 46 mündet in den Ansaugendabschnitt des Zylinders 20, während ihr anderes Ende mit einem Ansaugrohr 48 des Kühlkreises verbunden ist. Das den Austragendabschnitt des Zylinders 20 lagernde Lager 26 weist eine Austragbohrung 50 auf. Das eine Ende der Bohrung 50 mündet in den Austragendabschnitt des Zylinders 20, während ihr anderes Ende über das Tragelement 30 zur Innenseite des Gehäuses 10 hin offen ist. Die Austragbohrung 50 kann im Zylinder 20 geformt sein.
Im Unterteil des Gehäuses 10 ist Schmieröl bevorratet. In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer 52 ein Austragrohr bezeichnet, das mit dem Inneren des Gehäuses 10 kommuniziert.
Im folgenden ist die Arbeitsweise des Verdichters mit dem oben beschriebenen Aufbau erläutert.
Wenn die Motoreinheit 12 aktiviert bzw. an Spannung gelegt wird, dreht sich der Rotor 18 zusammen mit dem Zylinder 20, wobei gleichzeitig die Drehwalze 34 rotiert, während ihre Außenumfangsfläche teilweise an der Innenfläche des Zylinders 20 anliegt. Da der Flügelsteg 42, mit seiner Außenumfangsfläche in Berührung oder Anlage mit der Innenfläche des Zylinders 20 rotiert, werden die jeweiligen Abschnitte bzw. Bereiche des Flügelstegs 42 bei ihrer Annäherung an den Anlageabschnitt zwischen der Außenumfangsfläche des Walzenkörpers 35 und der Innenfläche des Zylinders 20 allmählich oder fortlaufend in die Nut 40 hineingedrückt, während sie bei der Wegbewegung vom Anlageabschnitt aus der Nut 40 austreten. Im Betrieb der Verdichtereinheit 14 wird Kältemittelgas über das Ansaugrohr 48 und die Ansaugbohrung 46 in den Zylinder 20 angesaugt. Entsprechend der Drehung der Drehwalze 34 wird das angesaugte Gas durch die Arbeitskammern 44 hindurch vom Ansaugende des Zylinders 20 zu dessen Austragende gefördert. Wie oben beschrieben, verkleinern sich die Kapazitäten bzw. Volumina der Arbeitskammern 44 mit zunehmendem Abstand vom Ansaugende des Zylinders 20 fortlaufend, so daß das Kältemittelgas bei seiner Förderung in Richtung auf das Austragende des Zylinders fortlaufend verdichtet wird. Das verdichtete Kältemittelgas wird über die im Lager 26 geformte Austragbohrung 50 in das Innere des Gehäuses 10 entlassen. Anschließend wird das Gas über das Austragrohr 52 zum Kühlkreis zurückgeführt.
Beim Fluidverdichter mit dem oben beschriebenen Aufbau ist der Rotor 18 der Motoreinheit 12 so am Zylinder 20 befestigt, daß der Schwerpunkt des Rotors 18 von der Mitte oder dem Mittelpunkt auf der Achse des Zylinders 20 in Richtung auf das Hauptlager 22 entfernt, d.h. versetzt ist. Bei dieser Ausführungsform liegt, genauer gesagt, der Schwerpunkt C des Rotors 18 innerhalb des Hauptlagers 22. Der Schwerpunkt C des Rotors 18 liegt daher in der Nähe des Bezugspunkts O an der proximalen Stirnfläche 22a des Hauptlagers 22, wobei das um den Bezugspunkt O herum auf den Rotor 18, den Zylinder 20 und das Hauptlager 22 wirkende Winkelmoment deutlich verkleinert ist.
Bei diesem Verdichter kann somit das Schleudern (d.h. Unrundlaufen) des Rotors, des Zylinders und des Hauptlagers verringert sein, welches Schleudern aufgrund der charakteristischen bzw. Eigenfrequenz des Rotors 18, des Versatzes zwischen den Achsen von Rotor 18 und Zylinder 20, des Versatzes zwischen den Achsen von Rotor und Hauptlager 22, des Versatzes zwischen den Achsen von Rotor und Stator 16 usw. auftritt. Als Ergebnis können Schwingung des Verdichters im Betrieb und Geräuschentwicklung aufgrund der Schwingung herabgesetzt sein. Darüber hinaus wird Reibungsverlust aufgrund des Schleuderns des Rotors, des Zylinders und des Hauptlagers zwischen dem Zylinder und dem Hauptlager sowie zwischen der Drehwalze und dem Hauptlager verringert. Demzufolge können Betriebsleistung und Zuverlässigkeit des Verdichters verbessert sein.
Bevor der Flügelsteg 42 in die Wendelnut 40 der Drehwalze 34 eingepaßt oder eingesetzt wird, wird bei dieser Ausführungsform der Flügelsteg 42 im voraus so geformt, daß er die gleiche Form und die gleichen Steigungen wie die Nut 40 aufweist. Die durch dieses Merkmal erzielbaren Vorteile sind nachstehend angegeben.
Beim herkömmlichen Verdichter wird der Flügelsteg mit einer leicht ausbildbaren Form (z.B. mit gleich großen Steigungen) gefertigt, worauf der Flügelsteg in die Wendelnut in der Drehwalze eingepaßt wird. Insbesondere wird dabei der Flügelsteg, dessen Steigungen und Form von denen der Wendelnut verschieden sind, in seiner Axialrichtung gedehnt und elastisch verformt, um ihn an die Steigungen (Gänge) der Wendelnut anzupassen, worauf der Flügelsteg in diesem Zustand in die Wendelnut der Drehwalze eingesetzt wird. Wenn jedoch der Flügelsteg in einem erheblichen Maße in seiner Axialrichtung elastisch verformt wird, ist die Form der betreffenden Bereiche des Flügelstegs nicht an die entsprechenden Abschnitte der Wendelnut angepaßt. Die betreffenden Bereiche des Flügelstegs können sich daher in der Nut nicht zügig oder ruckfrei verschieben. Infolgedessen ist es herkömmlicherweise nötig, für den Flügelsteg einen Werkstoff zu verwenden, der vergleichsweise weich ist und ausreichende Elastizität besitzt.
Wenn der Flügelsteg aus einem übermäßig weichen Werkstoff geformt ist oder wird, verformt er sich frei und in großem Maße in Abhängigkeit von dem auf jede Windung wirkenden Druck sowie der Wandform der Nut. Der Flügelsteg verschiebt sich daher leicht in der Umfangsrichtung der Wendelnut. Dabei besteht die Gefahr, daß das Ende des Flügelstegs am Ende der Nut anstößt oder der Flügelsteg aus der Nut austritt. In diesem Fall können Flügelsteg und/oder Nut verformt oder beschädigt werden; weiterhin wird dadurch Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Verdichters beeinträchtigt. Darüber hinaus ist es sehr schwierig, im Hinblick auf die oben angegebenen Probleme einen zweckmäßigen Werkstoff für den Flügelsteg zu wählen.
Dagegen wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform der Flügelsteg 42, wie oben angegeben, im voraus so geformt, daß er die gleiche Form und die gleichen Steigungen wie die Wendelnut 40 der Drehwalze 34 aufweist. Es ist somit nicht nötig, den Flügelsteg in seiner Axialrichtung elastisch zu verformen, und der Flügelsteg kann dabei einfach in die Wendelnut eingesetzt werden. Im Vergleich zum herkömmlichen Verdichter kann darüber hinaus der Werkstoff für den Flügelsteg vergleichsweise frei gewählt werden, und es kann auch ein vergleichsweise harter Werkstoff einer geringeren Elastizität verwendet werden. Der Flügelsteg wird somit an einer großen Verformung entsprechend der Form der Wendelnut gehindert; außerdem wird eine Bewegung oder Verschiebung des Flügelstegs in der Umfangsrichtung der Wendelnut verhindert. Eine Berührung des Endes des Flügelstegs mit dem Ende der Nut wird oder ist ebenfalls verhindert, und der Flügelsteg kann nicht aus der Nut austreten. Auf diese Weise können Verformung und Beschädigung von Nut und Flügelsteg vermieden werden. Demzufolge sind Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Verdichters verbessert.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, vielmehr sind innerhalb des Rahmens des vorliegenden Erfindungsgegenstands, wie er durch die Ansprüche definiert ist, zahlreiche Abwandlungen möglich. Beispielsweise ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf Verdichter für einen Kühlkreis, sondern auch auf Verdichter für andere Zwecke anwendbar. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die proximale Stirnfläche des Hauptlagers unmittelbar an der Innenfläche des Gehäuses befestigt; es ist jedoch auch möglich, ein Zwischenelement, z.B. einen Sitz, zwischen der proximalen Stirnfläche des Lagers und der Innenfläche des Gehäuses vorzusehen.

Claims

1. Fluidverdichter, umfassend:

ein geschlossenes Gehäuse (10),

einen im Gehäuse angeordneten, ein Ansaug- und ein Austragende aufweisenden Zylinder (20),

einen im Zylinder angeordneten, sich in dessen Axialrichtung und exzentrisch zu ihm erstreckenden säulenförmigen Drehkörper (34), der synchron mit dem Zylinder (mit)drehbar ist, während ein Teil des Drehkörpers mit der Innenfläche des Zylinders in Berührung steht, wobei der Drehkörper in seiner Außenumfangsfläche eine Wendelnut aufweist, die ihrerseits Steigungen aufweist, welche sich mit zunehmendem Abstand vom Ansaugende des Zylinders fortlaufend verkleinern,

einen in die Nut eingesetzten wendelförmigen Flügelsteg (42), der in der Nut im wesentlichen in der Radialrichtung des Zylinders verschiebbar ist, eine eng an der Innenfläche des Zylinders anliegende Außenumfangsfläche aufweist und den zwischen der Innenfläche des Zylinders und der Außenumfangsfläche des Drehkörpers festgelegten Raum in eine Anzahl von Arbeitskammern unterteilt,

erste und zweite Lager (22, 26) zur drehbaren Lagerung der beiden Enden des Zylinders und auch zur drehbaren Lagerung der gegenüberliegenden Enden des Drehkörpers, wobei das erste Lager am geschlossenen Gehäuse befestigt ist, und

eine Antriebseinheit (12) zum synchronen Drehen des Zylinders und des Drehkörpers, um damit ein am Ansaugende des Zylinders in diesen eingeführtes Fluid über die Arbeitskammern fortlaufend zum Austragende des Zylinders zu fördern und das Fluid am Austragende des Zylinders zur Außenseite auszutragen,

wobei die Antriebseinheit (12) einen an der Außenumfangsfläche des Zylinders (20) befestigten und sich einstückig mit dem Zylinder mitdrehenden Rotor (18) aufweist, dessen Schwerpunkt auf der Mittelachse des Zylinders liegt und von der Mitte des Zylinders in dessen Axialrichtung in Richtung auf das erste Lager (22) versetzt ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Rotor (18) so angeordnet ist, daß der Schwerpunkt des Rotors (18) innerhalb des ersten Lagers (22) und auf der Mittelachse des Zylinders (20) liegt.

2 Fluidverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lager (22) einen in den Endabschnitt des Zylinders (20) eingesetzten Einsatzabschnitt (24), eine am Gehäuse (10) befestigte Befestigungsfläche (22a) und eine einwärts im Zylinder angeordnete distale Endfläche (22b) aufweist, wobei der Schwerpunkt des Rotors zwischen der Befestigungsfläche und der distalen Endfläche des Lagers und auf der Mittelachse des Zylinders liegt.

3. Fluidverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lager (26) relativ zum geschlossenen Gehäuse (10) in der Radialrichtung des Zylinders (20) bewegbar oder verschiebbar ist.

4. Fluidverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinheit (12) einen an der Innenfläche des geschlossenen Gehäuses (10) befestigten und koaxial zum Rotor (18) an der Außenseite des Rotors angeordneten Stator (16) aufweist, wobei der Stator und der Rotor eine Motoreinheit bilden.