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Gebiet der
Erfindung und Beschreibung des Standes der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter für ein Klimagerät oder andere
Maschinen.
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Ein
Beispiel eines Spiralverdichters ist in 2 dargestellt.
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Ein
Gehäuse 1 eines
Spiralverdichters (Scroll – Verdichters)
besteht aus einem topfförmigen Hauptgehäuse 2 und
einem Vordergehäuse
(Gehäusedeckel) 6,
der daran mit Hilfe von hier nicht dargestellten Schrauben befestigt
ist.
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Durch
das Vordergehäuse 6 reicht
eine Antriebswelle 7 in im wesentlichen horizontaler Ausrichtung.
Das innere Ende eines Abschnitts 7a mit großem Durchmesser
ist mittels eines Hauptlagers 9 in ihm drehbar aufgenommen
und am äußeren Ende
ist ein Abschnitt 7a mit geringem Durchmesser mittels eines
Lagers 8 drehbar gelagert.
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Ein
Spalt zwischen der Antriebswelle 7 und dem Vordergehäuse 6 ist
mittels einer Wellendichtung 35 auf der Innenseite des
Lagers 8 abgedichtet.
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Das
Gehäuse 1 nimmt
eine Verdichtereinrichtung C aus einem feststehenden Spiralkörper 10 und
einem kreisenden Spiralkörper 14 und
andere Bauteile auf.
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Der
feststehende Spiralkörper 10 hat
eine Rückwand 11 und
eine spiralförmige
Wand 12, die von der Innenseite der Rückwand 11 vorsteht.
Die Rückwand 11 ist
an dem topfförmigen
Hauptgehäuse 2 mittels
Schrauben 13 befestigt.
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Das
Innere des Gehäuses
ist dadurch unterteilt, dass der äußere Umfangsrand der Rückwand 11 in
Anlage an die innere Umfangswand des topfförmigen Hauptgehäuses 2 gebracht
ist. Auf der Außenseite
der Rückwand 11 ist
ein Auslasskanal 31 ausgeformt, während eine Ansaugkammer 28 auf
der Innenseite der Rückwand 11 ausgebildet
ist.
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In
der Mitte der Rückwand 11 ist
ferner eine Auslassöffnung 29 ausgebildet.
Die Auslassöffnung 29 wird
mit Hilfe eines Auslassventils 30 geöffnet und verschlossen.
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Das Öffnen des
Auslassventils 30 ist durch einen Sicherheitsanschlag 32 begrenzt
und das hintere Ende des Auslassventils 30 und des Sicherheitsanschlags 31 ist
an der Rückwand 11 mit
Hilfe einer Schraube 33 befestigt.
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Der
kreisende Spiralkörper 14 weist
eine Vorderwand 15 auf. Eine spiralförmige Wand 16 ist auf
der Innenseite der Vorderwand 15 vorstehend ausgebildet.
Die spiralförmige
Wand 16 hat im wesentlichen die gleiche Formgebung wie
die spiralförmige
Wand 12 des Spiralkörpers 10.
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Der
kreisende Spiralkörper 14 und
der feststehende Spiralkörper 10 sind
um einen bestimmten Betrag zueinander achsversetzt angeordnet und greifen
um einen Winkel von 180° in
Drehrichtung gegeneinander versetzt, wie dies in 2 darstellt ist, ineinander ein.
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Eine
Dichtung für
die Stirnflächen 17 ist
in der Stirnfläche
des vorderen Endes der spiralförmigen
Wand 12 eingelassen und eine weitere Stirnflächendichtung 18 ist
in die vordere Stirnfläche
der spiralförmigen
Wand 16 eingesetzt. Die Stirnflächendichtung 17 kommt
mit der Innenseite der Vorderwand 15 zur Anlage, während die
Stirnflächendichtung 18 mit
der Innenseite der Rückwand 11 zur
Anlage kommt. Die Seitenflächen
der spiralförmigen Wände 12 und 16 berühren einander
längs einer
Linie, wodurch mehrere Verdichtungskammern 19a, 19b so
gebildet sind, dass sie im wesentlichen punktsymmetrisch gegenüber dem
Zentrum der Spirale sind.
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Im
Zentrum der Außenseite
der Vorderwand 15 steht ein Vorsprung 20 vor.
In den Vorsprung 20 ist eine Antriebshülse 21 drehbar über ein
Lager für
die Kreisbewegung 23 eingelassen. Die Antriebshülse 21 weist
Gleitnuten 24 auf und einen exzentrischen Antriebsstift 25,
der exzentrisch am inneren Ende der Antriebswelle 7 vorsteht
und in die Gleitnuten 24 eingeschoben ist.
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Ein
Drucklager 36 und ein Oldham's bzw. Universalgelenk 26 sind
zwischen der äußeren Umfangswand
auf der Außenseite
der Vorderwand 15 und der Innenseite des Vordergehäuses 6 angeordnet.
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Um
eine dynamische Unwucht auszugleichen, die durch die Kreisbewegung
des kreisenden Spiralkörpers 14 entsteht,
sind an der Antriebshülse 21 ein
Ausgleichsgewicht 27 befestigt und an der Antriebswelle 17 ein
Ausgleichsgewicht 37 angebracht.
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Auf
diese Weise wird bei Drehung der Antriebswelle 7 der kreisende
Spiralkörper 14 über einen
kreisenden Antriebsmechanismus angetrieben, der aus dem exzentrischen
Antriebsstift 25, den Gleitnuten 24, der Antriebshülse 21,
dem Lager für die
Kreisbewegung 23, dem Vorsprung 20 und dergleichen
besteht.
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Der
kreisende Spiralkörper 14 beschreibt eine
kreisende Bewegung auf einer kreisförmigen Umlaufbahn mit einem
Umlaufradius, während
dessen Kreisbewegung durch das Universalgelenk 26 gesteuert
wird.
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Der
Bereich der Seitenflächen
der spiralförmigen
Wände 12 und 16,
in dem diese in Linienberührung
miteinander stehen, bewegt sich zunehmend auf das Zentrum der Spirale
zu. Infolge davon bewegen sich die Verdichtungskammern 19a, 19b zum Zentrum
der Spirale, während
sich deren Volumen verkleinert.
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Demzufolge
wird ein in die Ansaugkammer 28 durch einen Ansaugkanal 34 angesaugtes
gasförmiges
Niederdruck – Gefriermittel
in die Verdichtungskammern 19a, 19b durch eine Öffnung eingeführt, die
die äußeren Enden
der spiralförmigen
Wände 12 und 16 zwischen
sich bilden, und erreicht eine mittige Kammer 22 im verdichteten
Zustand. Das Gefriermittel gelangt von hieraus durch eine Auslassöffnung 29 und
wird in eine Auslasskammer 31 abgegeben, indem das Auslassventil 30 in
eine Öffnungsstellung
gedrängt
wird und strömt
aus dieser Kammer durch einen nicht dargestellten Auslasskanal ab.
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Nebelförmiges Schmieröl, das in
dem gasförmigen
Niederdruck-Gefriermittel enthalten ist und in die Ansaugkammer 28 eingesaugt
wird, schmiert die Verdichtungseinrichtung C, das Hauptlager 9,
die Wellendichtung 35, die Antriebsbuchse 21,
das Lager 23 für
die Kreisbewegung, das Universalgelenk 26, das Drucklager 36 und
andere Teile.
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Im
Betrieb des zuvor beschriebenen Verdichters gelangt das gasförmige Niederdruck – Gefriermittel,
das in die Ansaugkammer 28 angesaugt wird, und das darin enthaltene
nebelförmige
Schmieröl durch
einen Dichtungsspalt der Wellendichtung 35 und gelangt
in einem Raum 38.
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Wenn
der Verdichter angehalten wird, verflüssigt sich das gasförmige Gefriermittel
in dem Raum 38 und sammelt sich als ein flüssiges Gefriermittel
an. Wenn der Verdichter wieder in Betrieb genommen wird, wird das
flüssige
Gefriermittel in dem Raum 38 durch den Temperaturanstieg
des Lagers 8 verdampft. Dann erhöht sich der Druck im Raum 38 und
das Schmieröl
in dem Raum 38 dringt in das Lager 8 ein, so dass
dort ein Problem dadurch entsteht, dass in dem Lager 8 enthaltenes
Schmiermittel verdünnt
und durch das Schmieröl
in dem Raum 38 verschlechtert wird.
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Aus
DE 37 09 106 A1 (
US 4 842 494 A )
ist eine Einheit aus einem Gefrierkompressor und einer Verbrennungskraftmaschinen
vom Drehkolbentyp bekannt, die in einem zentralen Gehäuseteil
zwischen dem Gehäuseteil
der Verbrennungskraftmaschine und den Gehäuseteilen des Verdichters ein Zwischenlager,
das entlüftet
werden kann, aufweist, so dass jegliches aggressives Gefriermittel
daran gehindert ist, in die Antriebs- oder Arbeitsabschnitte der Verbrennungskraftmaschine
einzudringen. Als zwischen dem Exzenter der Verbrennungskraftmaschine
und dem Hauptlager der Welle angeordnete Zwischenlageranordnung
ist diese aus zwei starren hin- und hergehenden Gleitringen mit
einem stationären Zwischenteil,
das im mittleren Gehäuseteil
vorgesehen ist, aufgebaut, wobei die Gleitringe in ständigem gleitendem
Kontakt mit dem Zwischenteil abdichtend wirkend durch zwei Einsatrringe
aus einem Gleitmaterial durch Gasdruck bzw. eine Druckfeder gegen das
Zwischenelement angepresst werden. Der Raum zwischen den beabstandeten
Einsetzringen zur Aufnahme von Lecköl wird zur Umgebung hin durch
einen Entlüftungskanal
in dem stationären
Zwischenteil und dem Lauf des zentralen Gehäuseteiles entlüftet.
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Gegenstand und Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde zur Lösung des oben erwähnten Problems,
das in Verbindung mit der erneuten Inbetriebnahme der Verdichtungseinrichtung
gemäß 2 entsteht, gemacht.
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Demgemäß schafft
die vorliegende Erfindung einen Verdichter, in dem eine Verdichtungseinrichtung
in einem Gehäuse
vorgesehen ist, das durch ein Hauptgehäuse (das die Verdichtungskammern aufnimmt)
und ein Vordergehäuse
gebildet ist, die durch eine durch das Vordergehäuse hindurch geführte Welle
angetrieben wird, bei dem die Verdichtungseinrichtung durch einen
Nebel von in einem in das Gehäuse
angesaugten gasförmigen
Niederdruck – Gefriermittel
enthaltenen Schmieröl
geschmiert wird, und bei dem ein das vordere Ende der Antriebswelle
drehbar aufnehmendes Lager in dem Vordergehäuse angeordnet ist, und eine
Wellendichtung zwischen dem Lager und der Verdichtungseinrichtung
für die
Abdichtung eines Zwischenraums zwischen der Antriebswelle und dem
Vordergehäuse vorgesehen
ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass im Vordergehäuse eine
Durchbrechung für
einen Druckausgleich ausgebildet ist, die die Bildung eines mit der
Atmosphäre
in Verbindung stehenden Raums zwischen dem Lager und der Wellendichtung
ermöglicht.
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Vorzugsweise
ist die Durchbrechung für
den Druckausgleich in den oberen Teil des Raums mündend ausgebildet.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Durchbrechung für den Druckausgleich so ausgebildet,
dass sie es dem Raum ermöglicht
mit der umgebenden Atmosphäre
in Verbindung zu treten, wobei der Raum zwischen dem Lager, das
das äußere Ende
der Antriebswelle in dem Gehäuse
aufnimmt, und der Wellendichtung, die etwas weiter auf der Innenseite
des Lagers angeordnet ist, den Spalt zwischen der Antriebswelle
und dem Gehäuse
abzudichten vermag, so dass der Druck in dem Raum daran gehindert
ist, anzusteigen. Folglich kann das Schmieröl in diesem Raum davon zurückgehalten werden,
in das Lager einzutreten, so dass das Schmierfett in dem Lager daran
gehindert wird, verdünnt
und durch das Schmieröl
verschlechtert zu werden.
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Fernerhin
sind, wenn die Durchbrechung für den
Druckausgleich in dem oberen Teil des Raums mündet, ein flüssiges Schmiermittel
und ein Schmieröl
in dem Raum daran gehindert, durch die Durchbrechung für den Druckausgleich
auszutreten.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 ist ein Längsschnitt
durch einen Verdichter gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung und
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2 ist ein Längsschnitt
durch einen Spiralverdichter bekannter Bauart. Beispielhafte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen.
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1 zeigt einen Verdichter
gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Für den Raum 38 ist
zwischen dem Lager 8, das das äußere Ende des Abschnitts 7b mit
geringem Durchmesser der Antriebswelle 7 lagert, und der Wellendichtung 35,
die auf der Innenseite des Lagers 8 angeordnet ist, eine
Durchbrechung 40 für
den Druckausgleich vorgesehen, die es dem oberen Teil des Raums 38 erlaubt,
mit der Atmosphäre
in Verbindung zu treten, und die vertikal angeordnet ist, so dass
sie das Vordergehäuse 6 durchdringt.
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Die
weitere Ausbildung ist die gleiche wie bei dem bekannten Verdichter,
der in 2 dargestellt ist.
Daher sind die gleichen Bezugszeichen für die einander entsprechenden
Teile verwendet und ist auf eine nochmalige Erläuterung verzichtet.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird, wenn sich der Verdichter im Betrieb befindet, das gasförmige Niederdruck-Gefriermittel
in die Ansaugkammer 28 angesaugt und das nebelförmige Schmieröl, das darin
enthalten ist, gelangt durch den Dichtspalt der Antriebswelle 35 und
tritt in den Raum 38 ein.
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Wenn
der Verdichter angehalten wird, wird das gasförmige Gefriermittel in dem
Raum 38 verflüssigt
und sammelt sich als flüssiges
Gefriermittel zusammen mit dem Schmieröl an. Bei dieser Ausführungsform
treten, da die Durchbrechung 40 für den Druckausgleich im oberen
Teil des Raums 38 offen ist, das flüssige Gefriermittel und das
Schmieröl
nicht durch die Durchbrechung 40 für den Druckausgleich zur Außenseite über.
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Wenn
der Betrieb des Verdichters wieder aufgenommen wird, wird das in
dem Raum 38 enthaltene flüssige Gefriermittel durch den
Temperaturanstieg des Lagers 8 verdampft. Da jedoch der
Dampf des Gefrier- bzw. Kältemittels
durch die Durchbrechung für
den Druckausgleich in die Atmosphäre abgelassen wird, erhöht sich
der Druck in dem Raum 38 nicht. Aus diesem Grunde wird
bei dieser Ausführungsform des
Verdichters das Schmieröl
in dem Raum 38 daran gehindert werden, in das Lager 8 einzudringen.
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Auch
wenn ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die vorliegende Erfindung auf einen Spiralverdichter (Scroll-Kompressor)
angewendet wird, hier beschrieben worden ist, ist es eine Selbstverständlichkeit, dass
die vorliegende Erfindung auf einen Verdichter angewendet werden
kann, der in seinem Gehäuse eine
beliebige Verdichtungseinrichtung einsetzt, und dass sie nicht auf
einen Spiralverdichter beschränkt ist.