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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Gaskompressor, der beispielsweise
in der Klimaanlage eines Autos verwendet wird. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen Gaskompressor, der ausgebildet ist zur Vermeidung
des Auftretens von Schwierigkeiten auf Grund einer Ölkompression
zum Zeitpunkt eines Wiederstartens des Betriebs, wie einem Anstieg
des Startdrehmoments.
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Herkömmlicherweise
wird als die Konstruktion dieser Art von Gaskompressor eine Konstruktion eingesetzt,
bei welcher, wie es in 18 dargestellt ist,
ein offenes Ende eines Gehäuses 1 durch
einen vorderen Kopf 2 geschlossen ist, wobei in diesem Gehäuse ein
Hauptkörper 3 des
Kompressors aufgenommen bzw. untergebracht ist.
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Der
Hauptkörper 3 des
Kompressors besitzt zwischen einem vorderseitigen Block 4 und
einem rückseitigen
Block 5 einen Zylinder 6, dessen Innenumfang im
Wesentlichen elliptisch ist, wobei ein Rotor 8 drehbar
in einer Zylinderkammer 7 angeordnet ist, welche durch
die beiden Seitenblöcke 4, 5 und den
Zylinder 6 begrenzt wird.
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Der
Rotor 8 besitzt integral daran ausgebildet eine Rotorwelle 8a,
die durch Endflächen
hindurch passiert. Die Rotorwelle 8a ist durch ein "F-Lager" 4a des
vorderseitigen Blocks 4 und durch ein "R-Lager" 5a des rückseitigen Blocks 5 gelagert.
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Wie
es in 19 dargestellt
ist, besitzt der Rotor 8 daran ausgebildete schlitzartige
Schaufelnuten 9, 9 in dessen radialer Richtung.
Flügel
bzw. Schaufeln 10, 10 sind in den Schaufelnuten 9, 9 derart
angebracht, dass diese frei ausfahren und einfahren können. Wenn
der Rotor 8 sich dreht, so werden die Schaufeln 10, 10 durch
die Zentrifugalkraft und den Öldruck
am Grund der Schaufelnuten gegen die innere Wandseite des Zylinders
gedrängt.
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Kleine
Raumabschnitte in der Zylinderkammer 7, die jeweils durch
die vorderseitigen und rückseitigen
Blöcke 4, 5,
den Zylinder 6, den Rotor 8 und die Schaufeln 10, 10 begrenzt
werden, werden als "Kompressionskammerraumabschnitte 11, 11'' bezeichnet, wobei jeder Kompressionskammerraumabschnitt
ein durch die Rotation des Rotors 8 sich wiederholt veränderndes
Volumen besitzt.
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In
dem oben erwähnten
Hauptkörper 3 des Kompressors,
wenn der Rotor 8 sich mit der Folge dreht, dass das Volumen
jedes Kompressionsraumabschnitts 11, 11 variiert,
saugt der Kompressionskammerraumabschnitt ein Niederdruckkühlmittelgas
aus einer Ansaugkammer 12 und komprimiert dieses auf Grund
der Volumenvariationen.
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Nach
dessen Kompression wird das Hochdruckkühlmittelgas durch Auslassports 13, 13,
Auslassventile 14, 14, eine Auslassverbindungspassage 19,
einen Ölabscheider 15 etc.
in eine Auslasskammer 16 abgegeben bzw. ausgelassen. Hierbei
separiert der Ölabscheider 15 einen Ölanteil
aus dem Hochdruckkühlmittelgas,
wobei der somit separierte Ölanteil
am Grund der Auslasskammer 16 gesammelt wird, wodurch eine Ölansammlung 17 ausgebildet
ist, in welcher Maschinenöl
bzw. schmierendes Öl gesammelt
wird.
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Das
Maschinenöl
in der Ölansammlung 17 wird
unter Druck zu Gleitbereichen wie dem F-Lager 4a und dem
R-Lager 5a durch eine Ölpassage 18 zugeführt. Diese
Druckzufuhr des Maschinenöls
wird bewirkt durch die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Ansaugkammer 12 oder
Kompressionskammer 11 und der Auslasskammer 16,
d. h. des Niederdruckbereichs und des Hochdruckbereichs.
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Das
Maschinenöl,
welches den Gleitbereichen zugeführt
wurde, strömt
schließlich
zu der Ansaugkammer 12, welche den Niederdruckbereich bildet,
und wird danach zu Nebel in dem Niederdruckkühlmittelgas der Ansaugkammer 12 und
wird in den Hauptkörper 3 des
Kompressors gesaugt, wobei der somit angesaugte Ölnebel zusammen mit dem Kühlmittelgas
wieder komprimiert wird.
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Da
die zwangsweise Zufuhr des Maschinenöls zu den Gleitbereichen bei
dem oben erwähnten herkömmlichen
Gaskompressor bewirkt wird durch die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen
dem Niederdruckbereich (Ansaugkammer 12 oder Kompressionskammer 11)
und dem Hochdruckbereich (Auslasskammer 16), wird jedoch,
selbst wenn die Kompressionsoperation gestoppt wird, die Strömung des Maschinenöls von der Ölansammlung 17 zu
der Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 durch die Ölpassage 18 und
Gleitbereiche (F-Lager 4a, R-Lager 5a etc.)
nicht gestoppt solange die Hoch/Niederdruckdifferenz aufrechterhalten
ist. Insbesondere, da nach dem Stoppen der Kompressionsoperation
keine Durchführung
hinsichtlich der Kompression/Auslassprozesse vorgesehen wird, kommt
es nicht vor, dass einmal in die Kompressionskammer 11 geströmtes Maschinenöl als Nebel komprimiert
wird und auf die Seite der Auslasskammer 11 zurückkehrt,
mit dem Ergebnis, dass während des
Stoppens der Kompressionsoperation das Maschinenöl sich in der Ansaugkammer 12 und
Kompressionskammer 11 in großer Menge sammelt.
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Wenn
das Maschinenöl
wie oben erwähnt
in der Kompressionskammer 11 zusammengeführt bzw.
angesammelt wird, so ist ein Wiederstarten der Kompressionsoperation
von einer so genannten "Ölkompression" begleitet, bei welcher
das Maschinenöl nicht
als Nebel komprimiert wird sondern wie vorliegend in einem flüssigen Zustand
komprimiert wird, mit dem Ergebnis, dass das Startdrehmoment sich erhöht und auch
die Erschütterung
zum Zeitpunkt des Startens sich vergrößert.
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Auch
wenn das Maschinenöl
sich in der Ansaugkammer 12 sammelt, führt ein Wiederstarten der Kompressionsoperation
dazu, dass das Maschinenöl in
den Hauptkörper 3 des
Kompressors nicht als Nebel sondern in einem flüssigen Ölzustand eingesaugt und komprimiert
wird. Deshalb tritt auch in diesem Fall die Ölkompression zum Zeitpunkt
des Wiederstartens der Kompressionsoperation auf, mit dem Ergebnis,
dass das Startdrehmoment und die Erschütterung zum Zeitpunkt des Startens
gleichermaßen vergrößert werden.
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Das
US-Patent Nr. 2235251 A offenbart einen Kompressor, welcher einen
Entlastungsventilmechanismus aufweist. Der Entlastungsventilmechanismus
schließt
die Einlasspassage zum Kompressor und entlässt den Druck vom Öldom zur
Atmosphäre.
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Die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 59-180095 A offenbart einen Kompressor mit einem Steuerventilmechanismus
in einer Leitung, die den Ölsumpf
mit einer Kompressionskammer verbindet. Wenn der Betrieb des Kompressors
gestoppt wird, so entweicht der Druck in der Kompressionskammer
zur Ansaugkammer hin.
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter den oben erwähnten Umständen gemacht und es ist eine Aufgabe
der Erfindung, einen Gaskompressor bereitzustellen, der das Auftreten
von Schwierigkeiten vermeidet, die aus der Ölkompression zu einem Zeitpunkt
des Wiederstartens des Betriebs des Kompressors resultieren, wie
einen Anstieg des Startmoments.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
ist gemäß eines
ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
umfassend:
- – eine Ansaugkammer, in welche
ein Niederdruckkühlmittelgas
eingeleitet wird,
- – einen
Hauptkörper
des Kompressors, der mit einer Kompressionskammer ausgestattet ist,
um das Niederdruckkühlmittelgas
von der Ansaugkammer anzusaugen und dieses zu komprimieren,
- – eine
Auslasskammer, in die ein Hochdruckkühlmittelgas nach dessen Kompression
von dem Hauptkörper
des Kompressors ausgelassen wird,
- – eine Ölansammlung,
auf welche der Druck der Auslasskammer wirkt, und
- – eine Ölpassage
mit einer Einflussöffnung,
die zur Ölansammlung
hin offen ist, und einer Ausflussöffnung, die zu Gleitbereichen
des Hauptkörpers
des Kompressors offen ist,
wobei ein Maschinenöl auf Grund
einer Druckdifferenz zwischen der Ansaugkammer oder Kompressionskammer
und der Auslasskammer von der Ölansammlung über die Ölpassage
zu den Gleitbereichen des Hauptkörpers
des Kompressors zugeführt
wird, wobei - – eine Verbindungspassage an
einem Ende zur Ansaugkammer hin geöffnet ist und an dem anderen
Ende zur Auslasskammer hin geöffnet
ist, und
- – der
Gaskompressor mit einem in der Verbindungspassage angeordneten Druckdifferenzbeseitigungsmittel
versehen ist, welches das Hochdruckkühlmittelgas von der Auslasskammer
zu der Seite der Ansaugkammer hin freigibt, wenn die Kompressionsoperation
des Hauptkörpers des
Kompressors stoppt, um dadurch eine Druckdifferenz zwischen der
Ansaugkammer oder Kompressionskammer und der Auslasskammer zu beseitigen.
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Ferner
ist gemäß eines
zweiten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
umfassend Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel, welche
in der Ölpassage
vorgesehen sind und welche die Ölpassage
in Abhängigkeitsbeziehung
zu einer Kompressionsstartoperation des Hauptkörpers des Kompressors öffnen und
die Ölpassage
in Abhängigkeitsbeziehung
zu einer Kompressionsstoppoperation davon schließen.
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Ferner
ist gemäß eines
dritten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
bei welchem die Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
umfassen:
- – eine
Ventilkammer, die in der Ölpassage
vorgesehen ist, und
- – ein Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement, das
verschiebbar in der Ventilkammer angeordnet ist, wobei, nach dem
Start der Kompressionsoperation des Hauptkörpers des Kompressors, durch das
Hochdruckkühlmittelgas
von dem Hauptkörper
des Kompressors auf das Ventilelement eingewirkt wird, um dadurch
die Ölpassage
zu öffnen,
welches, nach dem Stoppen der Kompressionsoperation, durch eine
Drängkraft
von Drängmitteln
verschoben wird, um dadurch die Ölpassage
zu schließen.
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Ferner
ist gemäß eines
vierten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
welcher eine elektromagnetische Kupplung umfasst, welche eine zur
Durchführung
der Kompressionsoperation benötigte
Energiezufuhr entsprechend den EIN- und AUS-Operationen davon überträgt und unterbricht,
und bei welchem das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
gebildet ist durch ein elektromagnetisches Ölpassageventil, welches die Ölpassage entsprechend
den EIN- und AUS-Operationen der elektromagnetischen Kupplung öffnet und
schließt.
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Ferner
ist gemäß eines
fünften
Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
bei welchem das Druckdifferenzbeseitigungsmittel eine Ventilkammer
umfasst, die derart vorgesehen ist, dass diese die Verbindungspassage
kreuzt, und ein Verbindungspssage-Öffnungs/Schließventil element
umfasst, welches verschiebbar in der Ventilkammer angeordnet ist,
wobei nach dem Start der Kompressionsoperation des Hauptkörpers des
Kompressors durch ein Hochdruckkühlmittelgas
von dem Hauptkörper
des Kompressors auf das Ventilelement eingewirkt wird, um dadurch
die Verbindungspassage zu schließen, und wobei, nach dem Stoppen
der Kompressionsoperation, das Ventilelement durch eine Drängkraft
von Drängmitteln
verschoben wird, um dadurch die Verbindungspassage zu öffnen.
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Ferner
ist gemäß eines
sechsten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
welcher eine elektromagnetische Kupplung umfasst, die eine zur Durchführung der
Kompressionsoperation benötigte
Energiezufuhr entsprechend den EIN- und AUS-Operationen davon überträgt und unterbricht,
und bei welchem das Druckdifferenzbeseitigungsmittel ein elektromagnetisches
Verbindungspassageventil umfasst, welches die Verbindungspassage
entsprechend den EIN- und AUS-Operationen der elektromagnetischen
Kupplung öffnet
und schließt.
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Ferner
ist gemäß eines
siebten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
bei welchem das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
und das Druckdifferenzbeseitigungsmittel einheitliche Mittel sind,
umfassend:
- – eine Zweiweg-Verbindungsventilkammer,
die derart vorgesehen ist, dass sie die Verbindungspassage und die Ölpassage
kreuzt, und
- – ein
Zweiweg-Zweifach-Ventilelement, das verschiebbar in der Zweiweg-Verbindungsventilkammer
angeordnet ist, wobei, nach dem Start der Kompressionsoperation
des Hauptkörpers
des Kompressors, durch Hochdruckkühlmittelgas von dem Hauptkörper des
Kompressors auf das Ventilelement eingewirkt wird, um dadurch die Ölpassage
zu öffnen
und die Verbindungspassage zu schließen, welches, nach dem Stoppen
der Kompressionsoperation, durch eine Drängkraft eines Drängmittels verschoben
wird, um dadurch die Ölpassage
zu schließen
und die Verbindungspassage zu öffnen.
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Ferner
ist gemäß eines
achten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
der eine elektromagnetische Kupplung umfasst, die eine zur Durchführung der
Kompressionsoperation benötigte
Energiezufuhr seitens des Hauptkörpers
des Kompressors entsprechend der EIN-Operation davon überträgt und die Übertragung
dieser Energiezufuhr entsprechend der AUS-Operation davon unterbricht,
und wobei das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
und das Druckdifferenzbeseitigungsmittel einheitliche Mittel sind,
umfassend ein elektromagnetisches Zweiweg-Zweifach-Ventil, welches
entsprechend der EIN-Operation der elektromagnetischen Kupplung
die Ölpassage öffnet und
die Verbindungspassage schließt,
und welches entsprechend der AUS-Operation davon die Ölpassage schließt.
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Ferner
ist gemäß eines
neunten Aspekts der vorliegenden Erfindung ein Gaskompressor vorgesehen,
bei welchem das Drängmittel
eine Feder ist.
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Gemäß des wie
oben angegeben aufgebauten Gaskompressors der vorliegenden Erfindung schließt das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
damit gekoppelt die Ölpassage,
wenn die Kompressionsoperation des Kompressorhauptkörpers stoppt. Dementsprechend,
wenn die Kompressionsoperation stoppt, so kommt es selbst dann,
wenn es eine verbleibende Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der
Ansaugkompressionskammer und der Auslasskammer gibt, nicht vor,
dass während
dieser Zeitdauer das Maschinenöl
auf Grund der Hoch/Niederdruckdifferenz von der Ölansammlung zu der Ansaug-
oder Kompressionskammerseite durch die Ölpassage und Gleitbereiche
hindurch zugeführt
wird. Demzufolge wird der Fluss des Maschinenöls in die Ansaug- oder Kompressionskammer
während
des Stoppens der Kompressionsoperation vermieden.
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Ferner,
wenn die Kompressionsoperation des Kompressorhauptkörpers stoppt,
so wird die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Ansaugkammer
und der Auslasskammer durch das Druckdifferenzbeseitigungsmittel
eliminiert, mit der Folge, dass der Fluss des Maschinenöls in die
Ansaugkammer oder auf die Seite der Kompressionskammer auf Grund
einer derartigen Hoch/Niederdruckdifferenz gestoppt wird.
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Wenn
die Kompressionsoperation gestoppt wurde, so wird außerdem bei
der vorliegenden Erfindung die Ölpassage
in Abhängigkeitsbeziehung
damit geschlossen, und zu dieser Zeit wird gleichzeitig das Hochdruckkühlmittelgas,
welches in der Auslasskammer weiterhin vorliegt, in die Ansaugkammer
freigesetzt, wodurch die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der
Auslasskammer und der Ansaug- oder Kompressionskammer beseitigt
wird.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der Erfindung lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten schematischen
Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:
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1 ist eine Ansicht, die
eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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2 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie A-A von 1,
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3 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie B-B von 1,
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4 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie C-C von 1,
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5 ist eine Schnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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6 ist eine Ansicht in Richtung
eines in 5 dargestellten
Pfeils C,
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7 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie A-A von 6 (wenn
in Betrieb),
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8 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie A-A von 6 (wenn
nicht in Betrieb),
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9 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie B-B von 6,
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10 ist eine Schnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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11 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie A-A von 10 (wenn
in Betrieb),
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12 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie A-A von 10 (wenn
nicht in Betrieb),
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13(a) und 13(b) sind Schnittansichten, die eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen,
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14(a) und 14(b) sind Schnittansichten, die eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen,
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15(a) und 15(b) sind Schnittansichten, die eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen,
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16 ist eine Schnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht,
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17(a) und 17(b) sind Schnittansichten, die eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen,
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18 ist eine Schnittansicht,
die einen herkömmlichen
Gaskompressor veranschaulicht, und
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19 ist eine Schnittansicht
längs der
Linie D-D von 18.
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Ein
Gaskompressor gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun detailliert mit Bezug auf die 1 bis 17 erläutert.
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Es
ist anzumerken, dass die Grundkonstruktion des Gaskompressors die
gleiche wie im Stand der Technik ist, etwa dass bei dem Hauptkörper 3 des Kompressors,
wenn der Rotor 8 sich dreht und in der Folge das Volumen
der Kompressionskammerraumabschnitte 11, 11 variiert,
das Ansaugen des Niederdruckkühlmittelgases
von der Ansaugkammer 12 in den Hauptkörper 3 des Kompressors
und dessen Kompression in diesem Hauptkörper bewirkt werden durch die
Volumenvariation und das Hochdruckkühlmittelgas nach dessen Kompression
durch die Auslassventile 14, 14 und den Ölabscheider 15 in die
Auslasskammer 16 ausgelassen wird, dass der Ölabscheider 15 den Ölanteil
aus dem Hochdruckkühlmittelgas
separiert und den somit separierten Ölanteil an dem Bodenabschnitt
der Auslasskammer 16 ansammelt, woraufhin die Ölansammlung 17 ausgebildet
wird, und dass das Maschinenöl
in der Ölansammlung 17 zwangsweise
zu den Gleitbereichen, wie dem F-Lager 4a, dem R-Lager 5a,
etc. durch die Ölpassage 18 zugeführt wird,
wobei diese Zwangszufuhr hervorgerufen wird auf Grund der Hoch/Niederdruckdifferenz
zwischen der Ansaugkammer 12 und der Auslasskammer 16 etc.
Daher werden die gleichen Komponenten wie im Stand der Technik mit den
gleichen Bezugszahlen bezeichnet und auf deren detaillierte Erläuterung
verzichtet.
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Wie
es in 1 dargestellt
ist, besitzt der Gaskompressor auf halbem Weg in der Ölpassage 18 ein Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20, welches
hierfür
als ein Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
(a) dient. Dieses Ventilelement 20 ist verschiebbar in
einer Ventilkammer 21 angeordnet, die auf halbem Weg in
der Ölpassage 18 vorgesehen
ist. Die Ventilkammer 21 ist derart ausgebildet, dass diese
die Ölpassage 18 kreuzt.
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Wie
es in 2 dargestellt
ist, besitzt ein Schaftabschnitt 200 des Ventilelements 20 einen
in einem Teil desselben ausgebildeten Verengungsabschnitt 201.
Wenn dieses Ventilelement 20 verschoben wird, wodurch dieser
Verengungsabschnitt 201 und die Ölpassage 18 von ihrer
Position her zusammenfallen, so wird die Ölpassage 18 geöffnet. Andererseits,
wenn der Verengungsabschnitt 201 aus dieser Position der
Koinzidenz gerät,
so wird die Ölpassage 18 geschlossen.
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Das Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20 ist
nahe des Auslassventils 14 seitens des rückseitigen
Blocks 5 eingebaut.
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Eine
Endfläche
(Druck empfangende Oberfläche) 20a des
Ventilelements 20 wird einer Auslassverbindungspassage
zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Auslassventil 14 und
der Auslasskammer 16 (vgl. 3)
zugewandt, wobei vorgesehen ist, dass das Hochdruckkühlmittelgas
zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach dessen Auslass von dem Auslassventil 14 direkt
auf diese Endfläche 20a als
ein ausgelassener Strahlfluss davon wirkt. Durch den dynamischen
Druck dieses ausgelassenen Strahlflusses wird das Ventilelement 20 in
Richtung zu einer Position gedrängt,
bei welcher dieses die Ölpassage 18 öffnet.
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In
dem Ventilelement 20 ist eine Feder 22 als Drängmittel
angeordnet und durch die Kraft dieser Feder 22 wird das
Ventilelement 20 in Richtung zu einer Position gedrängt, bei
welcher dieses die Ölpassage 18 schließt.
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Wenn
der ausgelassene Strahlfluss auf die Endfläche 20a des Ventilelements 20 wirkt,
so wird das Ventilelement 20 entgegen der Kraft der Feder 22 durch
dessen dynamischen Druck verschoben, woraufhin der verengte Abschnitt 201 und
die Ölpassage 18 positionsmäßig in Koinzidenz
zueinander gelangen, mit der Folge, dass die Ölpassage geöffnet wird.
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Außerdem,
wenn der ausgelassene Strahlfluss bezüglich der Endfläche 20a des
Ventilelements gestoppt wird, so wird das Ventilelement 20 durch
die Kraft der Feder 22 verschoben, wodurch die Position des
Verengungsbereichs 201 aus der Position der Koinzidenz
desselben mit der Ölpassage 18 kommt. Demzufolge
wird die Ölpassage 18 im
Wesentlichen gleichzeitig mit dem Stopp des ausgelassenen Strahlflusses
geschlossen.
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D.
h., wenn der Hauptkörper 3 des
Kompressors beginnt, dessen Kompressionsoperation durchzuführen, und
das komprimierte Hochdruckkühlmittelgas
davon ausgelassen wird, so wird das Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20 in
Abhängigkeitsbeziehung
zu der Kompressionsstartoperation verschoben und öffnet während einer
Zeitdauer unmittelbar nach dem Start der Kompression bis zum Stopp
derselben die Ölpassage 18.
Andererseits, wenn das Hochdruckkühlmittelgas in Folge des Stoppens
der Kompressionsoperation aufhört,
heraus zu strömen,
so wird das Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20 in
Abhängigkeitsbeziehung
mit der Kompressionsstoppoperation verschoben, und schließt die Ölpassage 18 während einer
Zeitdauer unmittelbar nach dem Stoppen der Kompressionsoperation
bis zum Start derselben.
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Als
nächstes
wird die Betriebsweise des wie oben angegeben aufgebauten Gaskompressors
mit Bezug auf die 1 bis 4 erläutert.
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Es
ist anzumerken, dass die Operation, wenn der Betrieb des Gaskompressors
gestartet wird, bei welcher in dem Hauptkörper 3 des Kompressors
der Rotor 8 sich dreht und die Volumen der Kompressionskammerabschnitte 11, 11 variieren, woraufhin
das Niederdruckkühlmittelgas
der Ansaugkammer 12 auf Grund der Volumenvariationen angesaugt
und komprimiert wird, die gleiche wie beim Stand der Technik (17 und 18) ist, und dass daher auf eine detaillierte
Erläuterung
in diesem Zusammenhang verzichtet wird.
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Gemäß dieses
Gaskompressors, wenn der Betrieb gestartet wird, wirkt das durch
den Hauptkörper 3 des
Kompressors komprimierte Hochdruckkühlmittelgas unmittelbar danach
direkt auf die Endfläche 20a des
Ventilelements 20 von dem Auslassventil 14. Demzufolge
wird das Ventilelement 20 entgegen der Kraft der Feder 22 verschoben,
wodurch die Ölpassage 18 geöffnet wird.
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Das
Hochdruckkühlmittelgas,
welches auf die Endfläche 20a des
Ventilelements 20 eingewirkt hat, wird dann durch die Auslassverbindungspassage 19,
den Ölabscheider 15 etc.
in die Auslasskammer 16 ausgelassen. Hierbei separiert
der Ölabscheider 15 den Ölanteil
aus dem Hochdruckkühlmittelgas
und der somit abgeschiedene Ölanteil
sammelt sich am Boden der Auslasskammer 16, wodurch die Ölansammlung 17 für das schmierende Öl gebildet
wird (vgl. 17).
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Das
Maschinenöl
in der Ölansammlung 17, welches
wie oben erwähnt
angesammelt wurde, wird zwangsweise den Gleitbereichen wie dem F-Lager 4a,
dem R-Lager 5a etc. zugeführt durch die Ölpassage 18 auf
Grund der Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen jedem von der Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 und
der Auslasskammer 16 (vgl. 4).
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Wenn
der Betrieb des Gaskompressors mit der Folge gestoppt wird, dass
die Drehung des Rotors 8 angehalten wird, so wird der ausgelassene Strahlfluss
des Hochdruckkühlmittelgases
von dem Hauptkörper 3 des
Kompressors 3 zu der Endfläche 20a des Ventilelements 20 gestoppt.
Hierbei wird das Ventilelement 20 durch die Kraft der Feder 22 mit
der Folge verschoben, dass die Ölpassage 18 geschlossen
wird, wodurch die zwangsweise Zufuhr des Maschinenöls, die
mittels der Ölpassage 18 vorgesehen wird,
gestoppt wird.
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Der
Gaskompressor der oben erwähnten Ausführungsform
ist einer, der mit dem Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20 versehen
ist, welches die Ölpassage 18 in
Abhängigkeitsbeziehung
bzw. gekoppelt mit der Kompressionsstoppoperation schließt. Aus
diesem Grund, wenn die Kompressionsoperation gestoppt wird, selbst
während
einer Zeitdauer, in welcher die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen
jedem von der Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 und
der Auslasskammer 16 bestehen bleibt, kommt es nicht vor,
dass auf Grund der Hoch/Niederdruckdifferenz das Maschinenöl von der Ölansammlung 17 zur
Seite der Ansaugkammer und Kompressionskammer 11 durch die Ölpassage 18 und
die Gleitbereiche (F-Lager 4a, R-Lager 5a etc.)
zugeführt
wird. D. h. während
des Stopps der Kompressionsoperation ist es möglich, den Fluss des Maschinenöls in die
Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 zu vermeiden. Dementsprechend,
wenn die Kompressionsoperation wiedergestartet wurde, so wird das
Maschinenöl, welches
von der Ansaugkammer 12 zu der Seite des Hauptkörpers 3 des
Kompressors angesaugt wurde, wie es ist in einem flüssigen Zustand,
wie auch das Maschinenöl
in der Kompressionskammer 11 in größtmöglichstem Ausmaß reduziert.
Dementsprechend unterbleibt ein Auftreten der Ölkompression im Hauptkörper 3 des
Kompressors, wenn der Kompressor gestartet wird, mit der Folge,
dass es möglich ist,
den Kompressorbetrieb mit einem kleinen Startmoment wieder zu starten,
die Erschütterung
zum Zeitpunkt des Starts, die aus der Ölkompression resultiert, zu
verringern, etc.
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5 veranschaulicht eine weitere
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Da die Grundkonstruktion des in dieser
Figur dargestellten Gaskompressors die gleiche wie bei der oben
erwähnten Ausführungsform
ist, werden die gleichen Komponenten wie die dortigen durch die
gleichen Bezugszahlen bezeichnet und es wird auf eine detaillierte Beschreibung
davon verzichtet.
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Der
in der Figur dargestellte Gaskompressor ist mit einer Verbindungspassage 23 als
ein Mittel (Druckdifferenzbeseitigungsmittel (b)) versehen, um, wenn
die Kompressionsoperation des Hauptkörpers 3 des Kompressors
gestoppt wird, die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Ansaugkammer 12 und der
Auslasskammer 16 zu beseitigen.
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Die
Verbindungspassage 23 besitzt ein zur Ansaugkammer 12 offenes
Ende und das andere Ende zur Auslasskammer 16 geöffnet und
ist derart vorgesehen, dass eine Verbindung von der Ansaugkammer 12 zur
Auslasskammer 16 durch den vorderseitigen Block 4,
den Zylinder 6 und den rückseitigen Block 5 besteht.
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Wie
es in 6 dargestellt
ist, ist ein Verbindungspassage-Öffnungs/Schließventilelement 24 auf
halbem Weg in der Verbindungspassage 23 vorgesehen und
dieses Ventilelement 24 ist in der Nähe des Auslassventils 14 seitens
des rückseitigen Blocks 5 angeordnet
(vgl. 7).
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Wie
es in den 7 und 8 dargestellt ist, ist das
Ventilelement 24 verschiebbar in der Ventilkammer 21 angeordnet,
die derart vorgesehen ist, dass die Verbindungspassage 23 gekreuzt
wird und ein Schaftabschnitt 240 des Ventilelements einen
in einem Teil davon ausgebildeten verengten Abschnitt 241 besitzt.
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Wenn
das Ventilelement 24 verschoben wird und der Verengungsbereich 241 des
Schaftabschnitts 240 davon die Verbindungspassage 23 kreuzt
oder positionsmäßig koinzidiert,
so wird diese Verbindungspassage 23 geöffnet. Wenn der verengte Abschnitt 241 aus
dieser Position der Koinzidenz gerät, so wird die Verbindungspassage 23 geschlossen.
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Die
Endfläche
(Druck empfangende Oberfläche) 24a des
Ventilelements 24 ist derart vorgesehen, dass diese der
Auslassverbindungspassage 19 (vgl. 9) zugewandt ist, welche das Auslassventil 14 und
die Auslasskammer 16 verbindet und bewirkt, dass das Hochdruckkühlmittelgas
zu einem Zeitpunkt unmittelbar nach dem Auslass von dem Auslassventil 14 direkt
als ein ausgelassener Strahlfluss darauf einwirkt. Durch den dynamischen
Druck des ausgelassenen Strahlflusses wird das Ventilelement 24 hin
zu einer Position gedrängt,
in welcher dieses die Verbindungspassage 23 schließt (vgl. 7).
-
In
dem Ventilelement 24 ist die Feder 22 als Drängmittel
angeordnet, und durch die Kraft dieser Feder 22 wird das
Ventilelement 24 hin zu einer Position gedrängt, in
welcher dieses die Verbindungspassage 23 öffnet (vgl. 8).
-
Wenn
der ausgelassene Strahlfluss von Gas auf die Endfläche 24a des
Ventilelements 24 wirkt, so wird das Ventilelement 24 entgegen
der Kraft der Feder 22 durch den dynamischen Druck davon
verschoben, mit der Folge, dass die Position des Verengungsabschnitts 241 des
Schaftabschnitts 240 des Ventilelements in Koinzidenz mit
der Verbindungspassage 23 aus der hierzu entsprechenden
Position gerät.
Demzufolge wird die Verbindungspassage 23 geschlossen.
-
Wenn
der ausgelassene Strahlfluss bezüglich
der Endfläche 24a des
Ventilelements gestoppt wird, so wird das Ventilelement 24 durch
die Kraft der Feder 22 verschoben, wodurch der Verengungsabschnitt 241 des
Schaftabschnitts 240 des Ventilelements und die Verbindungspassage 23 positionsmäßig miteinander
zusammenfallen, mit der Folge, dass die Verbindungspassage 23 geöffnet wird.
-
D.
h. wenn der Hauptkörper 3 des
Kompressors beginnt, seine Kompressionsoperation durchzuführen und
in der Folge das Hochdruckkühlmittelgas beginnt,
ausgelassen zu werden, so wird das Verbindungspassage-Öffnungs/Schließ ventilelement 24 in zur
Kompressionsstartoperation gekoppelter Weise verschoben und schließt, während einer
Zeitdauer unmittelbar nach dem Start der Kompression bis zum Stoppen
der Kompression, die Verbindungspassage 23. Außerdem,
wenn der Hauptkörper 3 des
Kompressors dessen Kompression beendet und in der Folge der Auslass
des Hochdruckkühlmittelgases
unterbleibt, so wird das Verbindungspassage-Öffnungs/Schließventilelement 24 in
mit der Kompressionsstoppoperation gekoppelter Weise verschoben und öffnet, während einer
Zeitdauer unmittelbar nach dem Stopp der Kompressionsoperation bis
zu deren Start, die Verbindungspassage 23.
-
Als
nächstes
wird die Betriebsweise des wie oben angegeben aufgebauten Gaskompressors
mit Bezug auf die 5 bis 9 erläutert.
-
Es
ist anzumerken, dass die Operation, wenn der Betrieb des Gaskompressors
gestartet wird, bei welcher in dem Hauptkörper 3 des Kompressors
der Rotor 8 sich dreht und die Volumen der Kompressionskammerabschnitte 11, 11 variieren, woraufhin
das Niederdruckkühlmittelgas
von der Ansaugkammer 12 angesaugt und auf Grund der Volumenvariationen
komprimiert wird, die gleiche wie beim Stand der Technik (17 und 18) ist, und dass deshalb auf eine detaillierte
Erläuterung
in diesem Zusammenhang verzichtet wird.
-
Gemäß dieses
Gaskompressors, wenn der Betrieb gestartet wird, wirkt das Hochdruckkühlmittelgas,
welches durch den Hauptkörper 3 des
Kompressors komprimiert wurde, unmittelbar danach direkt auf die
Endfläche 24a des
Ventilelements 24 von dem Auslassventil 14. Demzufolge
wird das Ventilelement 24 gegen die Kraft der Feder 22 verschoben, wodurch
die Verbindungspassage 23 geschlossen wird, wie es in 7 dargestellt ist.
-
Das
Hochdruckkühlmittelgas,
welches auf die Endfläche 24a eingewirkt
hat, wird danach durch die Auslassverbindungspassage 19,
den Ölabscheider 15 etc.
in die Auslasskammer 16 ausgelassen. Hierbei separiert
der Ölabscheider 15 den Ölanteil aus
dem Hochdruckkühlmittelgas
und der somit abgeschiedene Ölanteil
sammelt sich am Boden der Auslasskammer 16, wodurch die Ölansammlung 17 für das Maschinenöl gebildet
wird. Außerdem
wird das Maschinenöl
in der Ölansammlung 17 zwangsweise
zu den Gleitbereichen wie dem F-Lager 4a, dem R-Lager 5a etc.
zugeführt
durch die Ölpassage 18 auf
Grund der Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Ansaugkammer 12 und
der Auslasskammer 16. Diese Ausführungsform ist in dieser Hinsicht die
gleiche wie die oben erwähnte
Ausführungsform (vgl. 4 und 5).
-
Wenn
der Betrieb des Gaskompressors mit der Folge gestoppt wird, dass
die Rotation des Rotors 8 gestoppt wird, so wird der ausgelassene Strahlfluss
des Hochdruckkühlmittelgases
von dem Hauptkörper 3 des
Kompressors 3 zu der Endfläche 24a des Ventilelements
gestoppt. Hierbei wird das Ventilelement 24 durch die Kraft
der Feder 22 verschoben und kehrt zu dessen Ausgangsposition
zurück,
mit der Folge, dass die Verbindungspassage 23 geöffnet wird.
-
Wenn
die Verbindungspassage 23 wie oben erwähnt geöffnet wird, so wird das Hochdruckkühlmittelgas,
welches in der Auslasskammer 16 weiter existiert, durch
die Verbindungspassage 23 auf die Seite der Ansaugkammer 12 freigesetzt,
wodurch die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Auslasskammer 16 und
der Ansaugkammer 12 rasch zu Null gemacht wird. Demzufolge
werden der Druck der Auslasskammer 16 und derjenige der
Ansaugkammer 12 einander angeglichen.
-
D.
h. nachdem die Kompressionsoperation des Hauptkörpers 3 des Kompressors
gestoppt wurde, wird unmittelbar danach die Verbindungspassage 23 geöffnet, wodurch
die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Auslasskammer 16 und
der Ansaugkammer 12 zwangsweise beseitigt wird. Als eine
Folge davon wird verhindert, dass das Maschinenöl auf Grund einer derartigen
Hoch/Niederdruckdifferenz von der Ölansammlung 17 zu
der Seite der Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 durch
die Ölpassage 18 und
Gleitbereiche (F-Lager 4a, R-Lager 5a, etc.) zugeführt wird,
wodurch der Fluss des Maschinenöls
in die Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 vermieden
wird. Dementsprechend wird das unnötige Maschinenöl, welches
beim Wiederstarten der Kompressionsoperation aus der Ansaugkammer 12 zu
der Seite des Hauptkörpers 3 des
Kompressors angesaugt wird, sowie das unnötige Maschinenöl, welches
sich in der Kompressionskammer 11 befindet, in größtmöglichem
Ausmaß reduziert.
-
Der
Gaskompressor gemäß dieser
Ausführungsform
ist derart aufgebaut, dass, wenn die Kompressionsoperation des Hauptkörpers 3 des
Kompressors 3 gestoppt wird, das Hochdruckkühlmittelgas,
welches in der Auslasskammer 16 weiter existiert, durch
das Druckdifferenzbeseitigungsmittel (b), welches durch die Verbindungspassage 23 und
das Verbindungspassage-Öffnungs/Schließventilelement 24 gebildet
ist, in die Ansaugkammer 12 freigesetzt wird, um dadurch
die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Auslasskammer 16 und
der Ansaugkammer 12 oder Kompressionskammer 11 zu Null
zu machen. Aus diesem Grund werden unmittelbar nach dem Stopp der
Kompressionsoperation der Druck der Auslasskammer 16 und
derjenige der Ansaugkammer 12 oder Kompressionskammer 11 einander
angeglichen, mit der Folge, dass der Fluss des Maschinenöls in die
Ansaugkammer 12 und zur Seite der Kompressionskammer 11 auf
Grund einer derartigen Hoch/Niederdruckdifferenz vermieden wird. Wie
in dem Fall der oben erwähnten
Ausführungsform
wird dementsprechend auch bei dieser Ausführungsform das unnötige Maschinenöl, welches
beim Wiederstarten der Kompressionsoperation wie es ist in einen
flüssigen
Zustand aus der Ansaugkammer 12 zu der Seite des Hauptkörpers 3 des
Kompressors angesaugt wird, sowie das unnötige Maschinenöl, welches
in der Kompressionskammer 11 ist, in größtmöglichem Ausmaß verringert.
Demzufolge findet keine Ölkompression
in dem Hauptkörper 3 des Kompressors
zum Zeitpunkt des Startens statt, und das Wiederstarten des Kompressionsbetriebs
mit einem kleinen Startmoment, die Verringerung der Erschütterung
zum Zeitpunkt des Startens, welche aus der Ölkompression resultiert, etc.
können
erreicht werden.
-
Es
ist anzumerken, dass, wenngleich der Gaskompressor gemäß jeder
der oben erwähnten Ausführungsformen
von der Art ist, die mit irgendeinem von dem Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
(a) und dem Druckdifferenzbeseitigungsmittel (b) ausgestattet ist,
es von dem Standpunkt einer zuverlässigen Vermeidung der Ölkompression
im Hauptkörper 3 des
Kompressors zum Zeitpunkt des Startens und des Auftritts der resultierenden
Schwierigkeiten (Erhöhung
des Startmoments, Erhöhung
der Erschütterung,
die beim Starten auftritt, etc.) auch möglich ist, den Gaskompressor
sowohl mit dem Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
(a) als auch dem Druckdifferenzbeseitigungsmittel (b) zu versehen.
In diesem Fall, wenngleich das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel (a)
und das Druckdifferenzbeseitigungsmittel (b) einzeln unabhängig vorgesehen
sein können,
so ist es auch möglich,
die beiden Mittel in einer einzigen, vereinheitlichten Struktur
aufzubauen, wie es in 10 dargestellt
ist, nämlich
die beiden Mittel (a) und (b) aufzubauen durch die Verbindungspassage 23,
die Zweiweg-Verbindungsventilkammer 25 und
das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26.
-
Da
eine konkrete Struktur der Verbindungspassage 23, wie eine
Struktur, bei welcher die Verbindungspassage 23 an einem
Ende zur Ansaugkammer 12 hin geöffnet ist und am anderen Ende
zur Auslasskammer 16 hin geöffnet ist, die gleiche wie
in dem Fall der oben erwähnten
Ausführungsformen
ist, wird hierbei auf eine detaillierte Erläuterung davon verzichtet.
-
Die
Zweiweg-Verbindungsventilkammer 25 ist derart vorgesehen,
dass diese jeweils die Verbindungspassage 23 sowie die Ölpassage 18 kreuzt, wobei
das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 verschiebbar in der
Zweiweg-Verbindungsventilkammer 25 angeordnet ist.
-
Wie
es in den 11 und 12 dargestellt ist, besitzt
das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 den im
Schaftabschnitt 260 dieses Ventilelements ausgebildeten
Verengungsabschnitt 261.
-
Wenn
das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 sich verschiebt und
in Folge dessen der Verengungsabschnitt 261 des Schaftabschnitts 260 des Ventilelements
eine Position von dessen Koinzidenz mit der Ölpassage 18 erreicht,
so wird eine Verbindung dieser Ölpassage 18 durch
den Verengungsbereich 261 hergestellt, wird nämlich geöffnet, wohingegen
andererseits die Verbindungspassage 23 durch den Schaftabschnitt 260 blockiert
und geschlossen wird (vgl. 11).
-
Andererseits,
wenn das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 sich verschiebt
und demzufolge der verengte Abschnitt 261 des Schaftabschnitts 260 des
Ventilelements an einer Position der Koinzidenz davon mit der Verbindungspassage 23 ankommt,
so stellt die Passage 23 durch den verengten Abschnitt 261 eine
Verbindung her, wird nämlich
geöffnet,
wohingegen andererseits die Ölpassage 18 durch
den Schaftabschnitt 260 des Ventilelements blockiert und
geschlossen wird (vgl. 12).
-
Die
Endfläche
(Druck empfangende Oberfläche) 26a des
Zweiweg-Zweifach-Ventilelements 26 ist
derart vorgesehen, dass diese der Auslassverbindungspassage 19 zugewandt
ist, welche das Auslassventil 14 und die Ventilkammer 16 verbindet,
wobei bewirkt wird, dass das Hochdruckkühlmittelgas zu einem Zeitpunkt
unmittelbar nach dem Auslass von dem Auslassventil 14 direkt
als ein ausgelassener Strahlfluss darauf wirkt. Durch den dynamischen Druck
dieses ausgelassenen Strahlflusses wird das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 hin
zu einer Position gedrängt,
in welcher es die Verbindungspassage 23 schließt und die Ölpassage 18 öffnet (vgl. 11).
-
In
dem Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 ist die Feder 22 als
Drängmittel
angeordnet, und durch die Kraft dieser Feder 22 wird das
Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 zu
einer Position hin gedrängt,
an welcher dieses die Verbindungspassage 23 öffnet und
die Ölpassage 18 schließt (vgl. 12).
-
Wenn
der ausgelassene Strahlfluss auf die Endfläche 26a des Zweiweg-Zweifach-Ventilelements 26 wirkt,
so wird durch den dynamischen Druck davon das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 entgegen
der Kraft der Feder 22 verschoben, wodurch die Position
des Verengungsabschnitts 261 des Schaftabschnitts 260 des
Ventilelements in Koinzidenz mit der Verbindungspassage 23 aus
der Position davon gerät.
Demzufolge wird die Verbindungspassage 23 geschlossen und
kommt hierbei der verengte Abschnitt 261 des Schaftabschnitts 260 des Ventilelements
an einer Position von dessen Koinzidenz mit der Ölpassage 18 an, mit
der Folge, dass die Ölpassage 18 geöffnet wird.
-
Außerdem,
wenn der ausgelassene Strahlfluss bezüglich der Endfläche 26a des
Ventilelements gestoppt wird, so wird das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 durch
die Kraft der Feder 22 verschoben, wodurch die Position
des Verengungsabschnitts 261 des Schaftabschnitts 260 in
Koinzidenz mit der Ölpassage 18 aus
der Position davon gerät,
mit der Folge, dass die Ölpassage 18 geschlossen
wird. Außerdem
kommt hierbei der Verengungsabschnitt 261 des Schaftabschnitts 260 des
Ventilelements an einer Position von dessen Koinzidenz mit der Verbindungspassage 23 an,
wodurch die Verbindungspassage 23 geöffnet wird.
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D.
h. wenn der Hauptkörper 3 des
Kompressors beginnt, die Kompression durchzuführen und in der Folge das Hochdruckkühlmittelgas
beginnt, ausgelassen und gestrahlt zu werden, wird das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 25 in
Abhängigkeitsbeziehung
mit dieser Kompressionsstartoperation verschoben und öffnet die Ölpassage 18 und
schließt die
Verbindungspassage 23 während
einer Zeitdauer unmittelbar nach dem Start der Kompressionsoperation
bis zum Stoppen der Kompression. Außerdem, wenn der Hauptkörper 3 des
Kompressors dessen Kompression beendet und demzufolge ein Auslassen
des Hochdruckkühlmittelgases
unterbleibt, so wird das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 25 in
Abhängigkeitsbeziehung
mit der Kompressionsstoppoperation verschoben und schließt die Ölpassage 18 und öffnet die
Verbindungspassage 23 während
einer Zeitdauer unmittelbar nach dem Stopp der Kompressionsoperation
bis zum Start der Kompressionsoperation.
-
In
dem Fall, in welchem der Gaskompressor mit dem Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
(a) und dem Druckdifferenzbeseitigungsmittel (b) in einer Weise
versehen ist, in welcher die beiden Mittel (a) und (b) in einer
einzigen vereinheitlichten Struktur ausgebildet sind, und in welchem,
wenngleich die beiden Mittel nicht in einer vereinheitlichten Struktur ausgebildet
sind, der Gaskompressor jedoch mit den beiden Mitteln versehen ist,
wird, wenn die Kompressionsoperation beendet wurde, die Ölpassage 18 in Abhängigkeitsbeziehung
damit geschlossen. Gleichzeitig wird das Hochdruckkühlmittelgas,
welches weiter in der Auslasskammer 16 vorliegt, durch
die Verbindungspassage 23 in die Ansaugkammer 12 freigesetzt.
Demzufolge wird die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Auslasskammer 16 und
der Ansaugkammer 12 oder Kompressionskammer 11 beseitigt.
Daher kann, gleichzeitig mit dem Stopp der Kompressionsoperation,
die Strömung
des Maschinenöls
zu der Seite der Ansaugkammer 12 und Kompressionskammer 11 auf
Grund einer derartigen Hoch/Niederdruckdifferenz durch das Schließen der Ölpassage 18 vermieden
werden und gleichzeitig die Beseitigung der Hoch/Niederdruckdifferenz
ausgeführt
werden. Als eine Folge wird das unnötige Maschinenöl, welches,
wenn die Kompressionsoperation wieder startet, von der Ansaugkammer 12 zur
Seite des Hauptkörpers 3 des
Kompressors wie es ist, in einem flüssigen Zustand, gesaugt wird,
als auch das unnötige
Maschinenöl,
das sich in der Kompressionskammer 11 befindet, weiter
verringert, mit der Folge, dass die Ölkompression zum Zeitpunkt
des Wiederstartens und das Auftreten der resultierenden Schwierigkeiten
(Anstieg des Startmoments, Anstieg der Erschütterung zum Zeitpunkt des Startens,
etc.) zuverlässig
vermieden werden.
-
Hinsichtlich
des Ölpassage-Öffnungs/Schließmittels
(a) kann auch ein elektromagnetisches Ventil 30 zur Verwendung
in der Ölpassage,
wie das in 13 dargestellt,
anstatt des Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelements 20 eingesetzt werden.
-
Das
elektromagnetische Ölpassagenventil 30,
welches in dieser Figur dargestellt ist, ist derart konstruiert,
dass es die Ölpassage 18 in
Abhängigkeitsbeziehung
mit den EIN/AUS-Operationen einer elektromagnetischen Kupplung 40 öffnet und
schließt (vgl. 5).
-
Die
elektromagnetische Kupplung 40 überträgt mittels ihrer EIN-Operation
eine Energie bzw. Energiezufuhr (zur Drehung des Rotors 8 benötigte Energie),
die zur Durchführung
der Kompressionsoperation benötigt
wird, von einer Energiequelle (nicht dargestellt), wie einem Motor,
zu dem Hauptkörper 3 des
Kompressors, und, wenn deren AUS-Operation durchgeführt wird,
unterbricht diese die Übertragung der
Energie auf die Seite des Hauptkörpers 3 des Kompressors.
-
Das
elektromagnetische Ölpassagenventil 30 besitzt
an dessen Außenumfang
eine Spule 30a und ist ausgebildet für den Fluss eines Kupplungsstroms
in die Spule 30a entsprechend den EIN/AUS-Operationen der
elektromagnetischen Kupplung 40.
-
Wie
es in 13(a) dargestellt
ist, wenn der Kupplungsstrom auf Grund der EIN-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 in
die Spule 30a fließt,
so wird das elektromagnetische Ventil 30 durch die resultierende
magnetische Kraft entgegen der Kraft der Feder 22 verschoben,
mit der Folge, dass das elektromagnetische Ventil 30 aus
der Position der Kreuzung desselben mit der Ölpassage 18 gelangt.
Demzufolge wird die Ölpassage 18 geöffnet.
-
Außerdem,
wie es in 13(b) dargestellt ist,
wenn die Zufuhr des Kupplungsstroms zu der Spule 30a durch
die AUS-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 gestoppt
wird, so wird das elektromagnetische Ventil 30 durch die
Kraft der Feder 22 verschoben und kehrt somit zu deren
Ausgangsposition zurück.
Demzufolge kreuzen sich das elektromagnetische Ventil 30 und
die Ölpassage 18, wodurch
die Ölpassage 18 durch
die Umfangsfläche des
Schaftabschnitts des Ventils 30 blockiert und geschlossen
wird.
-
Da
das oben erwähnte Öffnen und
Schließen der Ölpassage 18 durch
das elektromagnetische Ölpassagenventil 30 in
der gleichen Weise wie in dem Fall der Verwendung des Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelements 20 durchgeführt werden,
wird mit der Verwendung des elektromagnetischen Ölpassagenventils 30 ebenfalls
der gleiche Effekt erhalten, wie dieser mit der Verwendung des Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelements 20 erhalten
wird.
-
Hinsichtlich
des Druckdifferenzbeseitigungsmittels (b) kann ein elektromagnetisches
Verbindungspassagenventil 31 ebenfalls anstatt des Verbindungspassage-Öffnungs/Schließventilelements 24 eingesetzt
werden, wie in 14 dargestellt.
-
Das
in dieser Figur dargestellte, elektromagnetische Verbindungspassagenventil 31 ist
derart konstruiert, dass die Verbindungspassage 23 in Abhängigkeitsbeziehung
mit den EIN- und AUS-Operationen der elektromagnetischen Kupplung 40 geöffnet und
geschlossen wird (vgl. 5).
-
Die
konkrete Konstruktion der elektromagnetischen Kupplung 40,
d. h. die Konstruktion derselben, bei welcher die elektromagnetische
Kupplung 40 über
deren EIN-Operation eine Energiezufuhr (zur Drehung des Rotors 8 benötigte Energie),
die zur Durchführung
der Kompressionsoperation benötigt wird,
von einer Energiequelle (nicht dargestellt), wie einem Motor, zu
dem Hauptkörper 3 des
Kompressors überträgt, und
die, wenn deren AUS-Operation durchgeführt wird, die Übertragung
der Energiezufuhr zu der Seite des Hauptkörpers 3 des Kompressors
unterbricht, ist die gleiche wie bei der oben erwähnten Ausführungsform.
-
Das
elektromagnetische Verbindungspassagenventil 31 besitzt
eine Spule 31a an seinem äußeren Umfang und ist für einen
Kupplungsstrom ausgebildet, der entsprechend den EIN/AUS-Operationen der
elektromagnetischen Kupplung 40 in die Spule 31a fließt.
-
Wie
es in 14(a) dargestellt
ist, wenn der Kupplungsstrom durch die EIN-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 in
die Spule 31a fließt, so
wird das elektromagnetische Ventil 31 durch die resultierende
magnetische Kraft entgegen der Kraft der Feder 22 verschoben,
mit der Folge, dass das elektromagnetische Ventil 31 aus
der Position der Kreuzung davon mit der Verbindungspassage 23 gelangt.
Demzufolge wird die Verbindungspassage 23 durch die Umfangsfläche des
Schaftabschnitts des elektromagnetischen Ventils 31 blockiert
und wird geschlossen.
-
Außerdem,
wie es in 14(b) dargestellt ist,
wenn die Zufuhr des Kupplungsstroms zu der Spule 31a durch
die AUS-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 gestoppt
wird, so kehrt das elektromagnetische Ventil 31 durch die
Kraft der Feder 22 in seine Ausgangsposition zurück. Demzufolge
kommt das elektromagnetische Ventil 31 aus der Position
von dessen Kreuzung mit der Verbindungspassage 23, wodurch
die Verbindungspassage 23 geöffnet wird.
-
Da
das oben erwähnte Öffnen und
Schließen der
Verbindungspassage 23 durch das elektromagnetische Verbindungspassagenventil 31 in
der gleichen Weise durchgeführt
werden wie in dem Fall der Verwendung eines Verbindungspassage-Öffnungs/Schließventilelements 24,
wird auch mit der Verwendung des elektromagnetischen Verbindungspassagenventils 31 der
gleiche Effekt erreicht, der mit der Verwendung des Verbindungspassage-Öffnungs/Schließventilelements 24 erreicht
wird.
-
Wenngleich
bei der oben erwähnten
Ausführungsform
das Zweiweg-Zweifach-Ventilelement 26 verwendet
wurde bei der Vereinigung des Ölpassage- Öffnungs/Schließmittels
(a) und des Druckdifferenzbeseitigungsmittels (b) in eine einzige
Struktur, so ist es auch möglich,
als eine einzige Struktur anstatt des Ventilelements 26 ein
elektromagnetisches Zweiweg-Zweifach-Ventil 32 zu verwenden,
wie das in 15 dargestellte.
-
Das
in dieser Figur dargestellte, elektromagnetische Zweiweg-Zweifach-Ventil 32 ist
derart konstruiert, dass das Ventil 32 in Abhängigkeitsbeziehung
mit der EIN-Operation
der elektromagnetischen Kupplung 40 die Ölpassage 18 öffnet und
die Verbindungspassage 23 schließt (vgl. 5), wohingegen, andererseits, das Ventil 32 in
Abhängigkeitsbeziehung
mit der AUS-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 die Ölpassage 18 schließt und die
Verbindungspassage 23 öffnet.
-
Der
konkrete Aufbau der elektromagnetischen Kupplung 40 ist
der gleiche wie bei der oben erwähnten
Ausführungsform
und es wird deshalb auf eine detaillierte Erläuterung verzichtet.
-
Das
elektromagnetische Zweiweg-Zweifach-Ventil 32 besitzt an
dessen Außenumfang
eine Spule 32a und ist für einen Kupplungsstrom ausgebildet,
der gemäß der EIN-
und AUS-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 in
die Spule 32a fließt.
-
Wie
es in 15(a) dargestellt
ist, wenn der Kupplungsstrom auf die EIN-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 hin
in die Spule 32a fließt,
so wird das elektromagnetische Zweiweg-Zweifach-Ventil 32 entgegen
der Kraft der Feder 22 durch die resultierende magnetische
Kraft verschoben. In der Folge kreuzt das elektromagnetische Ventil 32 die
Verbindungspassage 23, mit der Folge, dass die Verbindungspassage 23 durch
das elektromagnetische Ventil 32 geschlossen wird. Hierbei kreuzt
das elektromagnetische Ventil 32 nicht die Ölpassage 18 und öffnet nicht
die Ölpassage 18.
-
Außerdem,
wie es in 15(b) dargestellt ist,
wenn die Zufuhr des Kupplungsstroms zu der Spule 32 auf
eine AUS-Operation der elektromagnetischen Kupplung 40 hin
gestoppt wird, wird das elektromagnetische Zweiweg-Zweifach-Ventil 32 entgegen
der Kraft der Feder 22 verschoben und kehrt zu seiner Ausgangsposition
zurück.
Demzufolge kreuzen das elektromagnetische Ventil 32 und
die Ölpassage 18 einander,
wodurch die Ölpassage 18 durch das
elektromagnetische Ventil 32 geschlossen wird. Hierbei
kreuzt das elektromagnetische Ventil nicht die Verbindungspassage 23 und öffnet die
Verbindungspassage 23.
-
Da
das Öffnen
und Schließen
der Ölpassage 18 und
der Verbindungspassage 23 durch das oben erwähnte, elektromagnetische
Zweiweg-Zweifach-Ventil 32 in der gleichen Weise wie bei
Verwendung des oben erwähnten
Zweiweg-Zweifach-Ventilelements 26 durchgeführt werden,
ist der gleiche Effekt, der mit der Verwendung des Zweiweg-Zweifach-Ventilelements 26 erzielbar
ist, auch mit der Verwendung des elektromagnetischen Zweiweg-Zweifach-Ventils 32 zu
erreichen.
-
Bei
Verwendung des elektromagnetischen Ölpassagenventils 30,
des elektromagnetischen Verbindungspassagenventils 31 und
des elektromagnetischen Zweiweg-Zweifach-Ventils 32 wie
oben erwähnt,
wird jedes dieser elektromagnetischen Ventile 30, 31 und 32 nicht
durch den Strahlfluss ausgelassenen Hochdruckkühlmittelgases, anders als das Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20 oder
dergleichen, sondern durch den Kupplungsstrom betätigt. Es
ist deshalb nicht notwendig, einen Strahlfluss von ausgelassenem
Hochdruckkühlmittelgas
auf die Endfläche
davon wirken zu lassen.
-
Es
ist anzumerken, dass die Ölkompression auf
Grund desjenigen Öls
auftritt, welches hauptsächlich
in der Kompressionskammer angesammelt wurde, deren Druck abgesunken
ist, wenn die Kompression außer
Betrieb ist.
-
Wie
es in 16 dargestellt
ist, fließt
das Maschinenöl
einerseits in den Rotorlagerabschnitt (a) seitens der vorderseitigen
Blocks und fließt
andererseits in ein Hochdruckzufuhrloch (c), welches die Ölpassage 18 mit
der Flügelhintergrunddruckkammer 9a an
dem Rotorlagerabschnitt (b) seitens des rückseitigen Blocks und in der
Nähe davon
verbindet. Außerdem
wird dieses Maschinenöl
auch mittels des Rotors 8, eines seitlichen Zwischenraums
zwischen dem rückseitigen
Block und den Flügeln 10 und
eines Flügelschlitzzwischenraums
in die Kompressionskammer 11 eingeleitet.
-
Das
Hochdruckzufuhrloch (c) ist dazu vorgesehen, den Flügelhintergrunddruck
während
der Kompressoroperation zu vergrößern. Das Ölflussratenverhältnis zwischen
dem Rotorlagerabschnitt (a), dem Rotorlagerabschnitt (b) und dem
Hochdruckzufuhrloch (c) beträgt
1 : 1 : 3400 (wobei angenommen ist, dass die Ölflussrate im Rotorlagerabschnitt
(a) 1 beträgt).
Es ist verständlich,
dass das Öl
am leichtesten in dem Hochdruckzufuhrloch (c) fließt.
-
Falls
das Ölpassage-Öffnungs/Schließventilelement 20 an
einem Abschnitt (A) installiert wird, welches der Einlassabschnitt
der Ölpassage 18 ist, an
welchem das Öl
von der Ölansammlung 17 dort hinein
eintritt, so kann dieses dementsprechend vollständig seinen Zweck erfüllen. Da
sogar ein bloßes Schließen lediglich
des Hochdruckzufuhrlochs (c), welches eine hohe Ölflussrate aufweist, hinreichend diesem
Zweck dienen kann, kann jedoch das Ventilelement 20 an
einem Abschnitt (B) der Ölpassage 18 installiert
werden, der mit der Hochdruckzufuhrloch (c) in Verbindung steht.
-
Wenngleich
bei der in 2 dargestellten Ausführungsform
das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel
(a) eingesetzt wurde, welches derart aufgebaut ist, dass die Ölpassage 18 durch
den Schaftabschnitt 200 des Ventilelements 20 geöffnet und
geschlossen wird, so kann hinsichtlich dieses Ölpassage-Öffnungs/Schließmittels
(a) auch vorgesehen sein, dass die Ölpassage 18 geöffnet und geschlossen
wird durch die Endfläche 20a des
Ventilelements 20, wie es in 17 dargestellt
ist.
-
D.
h. das Ölpassage-Öffnungs/Schließmittel (a),
welches in 17 dargestellt
ist, besitzt das Ventilelement 20 in einer Ventilkammer 21,
die auf halbem Weg in der Ölpassage 18 vorgesehen
ist, und die Endfläche 20a des
Ventilelements 20 liegt bezüglich der Ölpassage 18 einem
Einlass/Auslass 18a, 18b der Ventilkammer 21 gegenüber, und
diese Endfläche 20a ist
mit einer Größe ausgebildet,
welche das Verschließen
des Auslasses 18b der Ventilkammer 21 ermöglicht.
-
Ein
Druck empfangender Abschnitt 202 ist an der Endfläche 20a des
Ventilelements 20 derart ausgebildet, dass dieser davon
absteht, und dieser Druck empfangende Abschnitt 202 wird
der Auslassverbindungspassage 19 zugewandt vorgesehen (vgl. 3), welche das Auslassventil 14 mit
der Auslasskammer 16 verbindet, wodurch bewirkt wird, dass das
Hochdruckkühlmittelgas
unmittelbar nach dem Auslassen von dem Auslassventil 14 direkt
darauf als ein ausgelassener Strahlfluss des Gases wirkt.
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D.
h. es ist vorgesehen, den Auslassstrahlfluss des Hochdruckkühlmittelgases
auf die Endfläche 20a des
Ventilelements durch den Druck empfangenden Abschnitt 202 wirken
zu lassen, mit der Folge, dass das Ventilelement 20 durch
den dynamischen Druck des somit ausgelassenen Strahlflusses in eine
Richtung gedrängt
wird, bei welcher bewirkt wird, dass die Endfläche 20a davon sich
von dem Auslass 18b der Ventilkammer der Ölpassage 18b trennt
(in einer Richtung, um die Ölpassage 18 zu öffnen).
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Außerdem ist
in dem Ventilelement 20 die Feder 22 als Drängmittel
angeordnet. Durch die Kraft dieser Feder 22 wird das Ventilelement 20 in
einer Richtung derart gedrängt,
dass bewirkt wird, dass die Endfläche 20a davon gegen
den Auslass 18b der Ventilkammer der Ölpassage 18 anliegt
(in einer Richtung, um die Ölpassage 18 zu
schließen).
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Wenn
der ausgelassene Strahlfluss des Gases auf den Druck empfangenden
Abschnitt 202 des Ventilelements 20 gewirkt hat,
wie es in 17(b) dargestellt
ist, so wird bewirkt, dass das Ventilelement 20 durch den
dynamischen Druck davon entgegen der Kraft der Feder 22 verschoben
wird, wodurch die Endfläche 20a des
Ventilelements sich von dem Auslass 18b der Ventilkammer
der Ölpassage 18 trennt.
In der Folge wird diese Ölpassage 18 geöffnet.
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Andererseits,
wenn der ausgelassene Strahlfluss, der auf den Druck empfangenden
Abschnitt 202 gewirkt hat, gestoppt wird, wie es in 17(a) dargestellt ist, so
wird bewirkt, dass das Ventilelement 20 durch die Kraft
der Feder 22 verschoben wird, wodurch die Endfläche 20a des
Ventilelements gegen den Auslass 18b der Ventilkammer der Ölpassage 18 anliegt.
Demzufolge wird, im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Stopp des
ausgelassenen Strahlflusses, die Ölpassage 18 geschlossen.
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Wie
es oben erwähnt
ist, ist in dem Gaskompressor gemäß der vorliegenden Erfindung
das Passage-Öffnungs/Schließmittel
vorgesehen, welches die Ölpassage
in Abhängigkeitsbeziehung
mit der Kompressionsstoppoperation schließt. Aus diesem Grund, wenn
die Kompressionsoperation gestoppt wurde, sogar in einem Fall, in
welchem eine restliche Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen der Auslasskammer
und Ansaugkammer oder Kompressionskammer existiert, findet keine
Zufuhr des Maschinenöls
von der Ölansammlung
zu der Seite der Ansaugkammer und Kompressionskammer durch die Ölpassage
und Gleitbereiche auf Grund einer derartigen Hoch/Niederdruckdifferenz
statt. Deshalb ist es möglich,
den Fluss des Maschinenöls
in die Ansaugkammer und auf die Seite der Kompressionskammer während des
Stopps der Kompressionsoperation zu vermeiden. Wenn die Kompressionsoperation
wieder gestartet wird, so ist dementsprechend das unnötige Maschinenöl, welches
aus der Ansaugkammer auf die Seite des Hauptkörpers des Kompressors wie es ist
in einem flüssigen
Zustand angesaugt wurde, wie auch das unnötige Maschinenöl innerhalb
der Kompressionskammer in größtmöglichem
Ausmaß verringert.
Demzufolge unterbleibt das Auftreten der Ölkompression beim Starten,
wodurch der Wiederstart der Kompressionsoperation mit einem kleinen
Startdrehmoment, einer Verringerung der Erschütterung beim Starten, die aus
der Ölkompression
resultiert, etc. erzielt werden kann.
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Ferner
ist gemäß der vorliegenden
Erfindung vorgesehen, dass, wenn die Kompressionsoperation des Kompressorhauptkörpers gestoppt
wurde, das Hochdruckkühlmittelgas,
welches in der Auslasskammer weiter existiert, durch das Druckdifferenzbeseitigungsmittel
in die Ansaugkammer freigesetzt wird, um dadurch die Hoch/Niederdruckdifferenz
zwischen der Auslasskammer und der Ansaug- oder Kompressionskammer
zum Verschwinden zu bringen. Aus diesem Grund werden unmittelbar
nach dem Stopp der Kompressionsoperation der Druck der Auslasskammer
und der Druck der Ansaug- oder Kompressionskammer einander angeglichen,
mit der Folge, dass der Fluss des Maschinenöls zu der Seite der Ansaug-
und Kompressionskammer auf Grund einer derartigen Hoch/Niederdruckdifferenz
vermieden wird. Wie bei dem oben erwähnten Fall, wenn die Kompressionsoperation
wieder gestartet wird, so wird dementsprechend sowohl das unnötige Maschinenöl, welches
aus der Ansaugkammer auf die Seite des Hauptkörpers des Kompressors gesaugt
wird, wie es ist im flüssigen
Zustand, als auch das unnötige Maschinenöl in der
Kompressionskammer in größtmöglichem
Ausmaß verringert.
Demzufolge unterbleibt das Auftreten der Ölkompression zum Zeitpunkt
des Startens, wodurch ein Wiederstarten der Kompressionsoperation
mit einem kleinen Startmoment, einer Verringerung der Erschütterung
zum Zeitpunkt des Startens, welche aus der Ölkompression resultiert, etc.
erreicht werden können.
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Ferner
sind gemäß der vorliegenden
Erfindung zwei Mittel vorgesehen, welches die Passage-Öffnungs/Schließmittel
und die Druckdifferenzbeseitigungsmittel sind, wodurch vorgesehen
wird, dass, wenn die Kompressionsoperation gestoppt wurde, die Ölpassage
in Abhängigkeitsbeziehung
mit dem Stopp geschlossen wird und zu diesem Zeitpunkt gleichzeitig
das Hochdruckkühlmittelgas,
welches weiter in der Auslasskammer existiert, in die Ansaugkammer
freigesetzt wird und dadurch die Hoch/Niederdruckdifferenz zwischen
der Auslasskammer und der Ansaugkammer und Kompressionskammer zu
Null gemacht wird. Aus diesem Grund wird, gleichzeitig mit dem Stopp
der Kompressionsoperation, der Fluss des Maschinenöls zur Seite
der Ansaug- und Kompressionskammer auf Grund einer derartigen Hoch/Niederdruckdifferenz
vermieden, gleichzeitig sowohl durch das Schließen der Ölpassage und durch die Beseitigung
der Hoch/Niederdruckdifferenz. Dementsprechend, wenn die Kompressionsoperation
wieder gestartet wird, so verringert sich das unnötige Maschinenöl, welches
von der Auslasskammer zur Seite des Hauptkörpers des Kompressors, wie
es ist in einem flüssigen
Zustand, angesaugt wurde, wie auch das unnötige Maschinenöl innerhalb
der Kompressionskammer weiter. Demzufolge können die Ölkompression zum Zeitpunkt des
Startens und das Auftreten der resultierenden Schwierigkeiten (der
Anstieg des Startmoments, Anstieg der Erschütterung zum Startzeitpunkt,
etc.) zuverlässig
vermieden werden.
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Die
vorangegangene Beschreibung wurde lediglich beispielhaft gegeben
und es ist verständlich, dass
durch einen Fachmann Modifikationen vorgenommen werden können ohne
den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen.