DE69825270T2

DE69825270T2 - Spiralkompressor mit kapazitätsregelung

Info

Publication number: DE69825270T2
Application number: DE69825270T
Authority: DE
Inventors: Akihiko Kusatsu-shi SHIMIZU; Masahiko Yasu-gun MAKINO; Tatsuhisa Katano-shi Taguchi; Daisuke Neyagawa-shi ITO
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1997-05-12
Filing date: 1998-05-11
Publication date: 2004-11-25
Anticipated expiration: 2018-05-12
Also published as: US6428286B1; EP0982498A4; EP0982498B1; JPH10311287A; DE69825270D1; JP3731287B2; WO1998051930A1; EP0982498A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kapazitätsregelmechanismus für einen Spiralkompressor, um in einem Klimagerät für ein Kraftfahrzeug eingesetzt zu werden.
Als Spiralkompressor vom Typ mit geregelter Kapazität, der einen Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen eines Bypass-Lochs besitzt, ist eine Konfiguration vorhanden gewesen, wie sie in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung No. Hei 4-179886, zum Beispiel, offenbart ist, in der ein Bypass-Loch an einer Endplatte einer fixierten Spirale definiert ist, und ein Kapazitätsregelblock, der einen Bypass-Kanal aufweist, der ermöglicht, dass das Bypass-Loch mit einer Saugkammer, gebildet innerhalb des Gehäuses, in Verbindung tritt, und ein Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen des Bypass-Kanals ist als eine Einheit getrennt von der fixierten Spirale so gebildet, dass ein hoher Druck, eingeführt von einem Auslasshohlraum aus, zu einem Regelventil zum Regulieren des Regeldrucks des Ventilmechanismus zum Öffnen und Schließen des Bypass-Lochs zugeführt werden kann.
Ein solcher separater Kapazitätsregelblock an der fixierten Endplatte eines Spiralkompressors ist auch in der EP-A-0 486 121 beschrieben. Dieser Kapazitätsregelmechanismus weist ein Regelventil auf, das ein Hochdrucksignal von einer Auslasskammer erhält, die auslassseitig eines Auslassventils, vorgesehen auf der fixierten Endplatte, angeordnet ist.
Die DE-A-195 19 791 stellt einen anderen Spiralkompressor mit einem Kapazitätsregelmechanismus dar, wobei ein Durchgangskanal von einer Auslassöffnung mit zwei Wechselventilen verbunden ist.
Als ein anderes Beispiel ist ein System vorhanden, wie es in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung No. Hei 5-280476 offenbart ist, in dem ein Zylinder in einem fixierten Spiralelement vorgesehen ist, in das hinein ein Tauchkolben, der für ein sequenzielles Schließen einer Gruppe von Bypass-Löchern geeignet ist, die zwischen dem Zylinder und der Kompressionskammer kommunizieren, eingesetzt ist, und in den ein hoher Druck, der zu dem Regelventil zum Regeln des Regeldrucks zum Hin- und Herbewegen des Kolbens zugeführt werden soll, von nahe dem vorderen Ende des innersten Umfangs eines Flügels, gebildet auf der fixierten Spirale, eingeführt wird.
Die US-A-5,577 897 beschreibt einen Spiralkompressor, der einen Kapazitätsregelmechanismus, der zwei Wechselventile aufweist, besitzt. Ein erstes Ventil öffnet oder schließt Bypass-Löcher von Fluidkompressionstaschen zum Variieren der Kapazität zwischen 20% und 100%. Das zweite Ventil öffnet einen Bypass-Kanal zwischen der Auslassöffnung und der Niedruckkammer, um die Kapazität zwischen 0% und 20% zu variieren. Ein Regelventil regelt die Betriebsweise der Wechselventile. Ein Hochdrucksignal für das Regelventil wird von einem Kanal durch die fixierte Endplatte und durch den Spiralflügel der fixierten Spirale zu der Innenseite des Kompressors erhalten.
Allerdings wird, in der vorstehend beschriebenen Konfiguration nach dem Stand der Technik, da der hohe Druck, der zu dem Steuerventil zugeführt werden soll, von einem Auslasshohlraum aus eingeführt wird, wenn der Kompressor erneut unter einem Zustand eines hohen Auslassdrucks gestartet wird, der hohe Auslassdruck auf das Regelventil und den Ventilmechanismus aufgebracht, was bewirkt, dass die Bypass-Löcher geschlossen sind. Demzufolge wird der Kompressor unter einer maximalen Kapazität gestartet, so dass er einen großen Schock erfährt. Andererseits sind, in dem letzten Beispiel, obwohl der hohe Druck, der zu dem Steuerventil zugeführt werden soll, von nahe dem vorderen Ende des innersten Umfangs des Flügels, gebildet auf dem fixierten Spiralelement, eingeführt wird, die Konfiguration und die Bearbeitung des Einführkanals extrem schwierig.
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebenen Nachteile des Stands der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen in der Kapazität geregelten Spiralkompressor zu schaffen, bei dem der Start-Schock verringert wird und die Bearbeitbarkeit der fixierten Endplatte verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Durch Bilden eines der Bypass-Löcher, das mit einer Fluidtasche an der Seitenwand des Auslasslochs in Verbindung steht, so, dass das Bypass-Loch mit einem Zylinder mit einem geraden Durchgangsloch von dem äußeren Umfangsende der fixierten Endplatte in Verbindung steht, oder Ausgestalten des Zylinders, des Bypass-Lochs und des Hochdruckkanals so, dass sie mit einem geraden Durchgangsloch von dem äußeren Um fangsende der fixierten Endplatte in Verbindung stehen, ist es möglich, den Start-Schock des Kompressors zu verringern, ebenso wie die Bearbeitbarkeit der fixierten Endplatte zu verbessern.
Mit anderen Worten ist die Erfindung eine solche, bei der ein hoher Druck über einen Kanal, der sich an einer Auslassöffnung öffnet, zu einem Regelventil zum Regeln des Regeldrucks zum Öffnen und Schließen von Bypass-Löchern mit einem Wechselventil eingeführt wird.
Durch Einsetzen dieser Struktur wird ein hoher Druck augenblicklich zu einem niedrigen Druck, unmittelbar nachdem ein Kompressorbetrieb gestoppt ist, verringert, der Regeldruck, der auf ein Wechselventil einwirkt, wird auch auf einen niedrigen Druck verringert, und das Wechselventil gelangt zu einem Zustand, in dem die Bypass-Löcher geöffnet werden. Als Folge kann, wenn der Kompressor erneut gestartet wird, der Start-Schock reduziert werden, da der Kompressor immer unter einer minimalen Kapazität gestartet wird. Auch kann die Struktur des Hochdruckkanals einfacher gemacht werden, da die Regeldruckkammer und das Auslassloch dichter zueinander gelegt werden können.
Weitere, bevorzugte Ausführungsformen sind solche, bei denen eines der Bypass-Löcher an der Seitenwand des Auslasslochs gebildet ist und das Bypass-Loch und der Zylinder so gestaltet sind, um mit einem geraden Durchgangsloch von dem äußeren Umfangsende der fixierten Endplatte aus, oder dem Zylinder, in Verbindung zu stehen, wobei das Bypass-Loch, gebildet an der Seitenwand des Auslasslochs, und ein Hochdruckkanal, der sich an dem Auslassloch öffnet und einen hohen Druck zu der Regeldruckkammer einführt, so gestaltet sind, um mit einem geraden Durchgangsloch von dem äußeren Umfangsende der fixierten Endplatte aus in Verbindung zu stehen.
Gemäß dieser Struktur ist es möglich, den Start-Schock zu verringern ebenso wie die Bearbeitung der einzelnen Verbindungslöcher und des Kanals der fixierten Endplatte gleichzeitig herzustellen, was demzufolge die Bearbeitbarkeit verbessert.
1 zeigt eine teilweise angedeutete Schnittansicht eines Spiralkompressors, der in der Kapazität geregelt ist, in einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine teilweise angedeutete Schnittansicht mit fixierter Endplatte des Kompressors.
3 zeigt eine teilweise angedeutete, quer verlaufende Schnittansicht einer Kompressionskammer des Kompressors.
4 zeigt ein Charakteristik-Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Umlaufwinkel und dem eingeschlossenen Volumen des Kompressors darstellt.
5 zeigt ein Charakteristik-Diagramm, das die Beziehung zwischen dem Wechselventilhub und der geregelten Kapazität des Kompressors darstellt.
6 zeigt ein Druck-Charakteristik-Diagramm des Druckregelventils des Kompressors.
Unter Bezugnahme nun auf 1 wird ein Grundaufbau einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nachfolgend beschrieben.
In 1 ist ein Kompressorgehäuse 3 in ein vorderes Gehäuse 31 und eine hintere Platte 5 unterteilt, und umfasst darin eine festgelegte Spirale 1, die eine fixierte Endplatte 1a und eine spiralförmige Umwicklung 1b besitzt, die von einer festgelegten Endplatte 1a ausgeht, und eine umlaufende Spirale 2, die eine umlaufende Endplatte 2a und eine spiralförmige Umwicklung 2b, die von einer umlaufenden Endplatte 2a ausgeht und in die fixierte Spirale 1, mit beiden Umwicklungen 1b und 2b nach innen weisend, eingreift. Als Umlaufmechanismus ist ein zylindrischer Nabenwulst 2c auf der Rückseite der umlaufenden Endplatte 2a gegenüberliegend der spiralförmigen Umwicklung 2b der umlaufenden Spirale 2 gebildet, und ein umlaufendes Lager 7 ist an dem Nabenwulst 2c vorgesehen. Eine Antriebswelle 9 ist drehbar über ein Hauptlager 15, eingepasst befestigt in dem vorderen Gehäuse 31, gehalten und ein Hauptwellenbereich 9a steht nach außen von dem vorderen Gehäuse 31, durch eine Wellendichtvorrichtung 17 und ein Hilfslager 16 hindurchführend, vor. Ein Antriebsstift 9b, angeordnet an dem Ende der Antriebswelle 9, an der Seite der umlaufenden Spirale 2, ist mit einer Umlaufbuchse 5 verbunden, die als ein Antriebsübertragungsmechanismus, eingesetzt in ein umlaufendes Lager 7, dient, und überträgt eine Umlaufbewegung auf die umlaufende Spirale 2 durch Übertragen der Antriebskraft von der Antriebswelle 9 aus. Zwischen der umlaufenden Endplatte 2a und dem vorderen Gehäuse 31 sind ein Axialdrucklager 4 in Form einer flachen Platte zum axialen Aufnehmen eines Schubs, der auf die umlaufende Spirale 2 parallel zu der umlaufenden Endplatte 2a ausgeübt wird, und ein eine Umdrehung einschränkendes Bauelement 6 zum Einschränken der Bewegung eines Oldham-Rings 5, der die Funktion eines eine Drehung einschränkenden Bauelements zum Einschränken der Drehung der umlaufenden Spirale 2 besitzt so, um zu bewirken, dass sie eine umlaufende Bewegung nur entlang der einzelnen Richtung unter rechten Winkeln zu der Antriebswelle 9 vornimmt, angeordnet.
Ein O-Ring 18 ist in eine Dichtnut 1f auf dem äußeren Umfangsbereich 1e der fixierten Endplatte 1a der fixierten Spirale 1 als ein Dichtelement zum Unterteilen des Innenraums des Kompressorgehäuses 3 in eine Hochdruckkammer 11 und eine Nieder druckkammer 12 eingesetzt. Die fixierte Spirale 1 bildet eine Hochdruckkammer 11 dadurch, dass sie ein Befestigungsloch 1d besitzt, vorgesehen an der Rückseite der fixierten Endplatte 1a, und eine hintere Platte 35, die eine Auslassöffnung 14, befestigt mit einer Schraube 19, besitzt. Das die Umdrehung beschränkende Bauelement 6 ist an einem vorderen Endbereich 32 innerhalb des vorderen Gehäuses 31 gesichert, mit einer Saugöffnung 13, und die umlaufende Spirale 2 wird durch einen Schub auf das die Umdrehung beschränkende Bauelement 6 über ein Axialdrucklager 4 gedrückt. Das vordere Gehäuse 31 ist durch eine hintere Platte 35 in der Nähe des äußeren Umfangs der fixierten Endplatte 1a der fixierten Spirale 1 mit einer einen Schubfreiraum einstellenden Scheibe 20, die dazwischengefügt ist, geschlossen.
Durch die umlaufende Bewegung der umlaufenden Spirale 2 wird ein Kältemittel von der Außenseite des Kompressorgehäuses 3 in das Innere der Niederdruckkammer 12 über die Saugöffnung 13 eingeführt und in die Nähe der äußeren Umfänge der Umwicklung 1b und der Umwicklung 2b der jeweiligen fixierten Spirale 1 und der umlaufenden Spirale 2 eingeführt. Das Kältemittel wird dann in eine Fluidtasche 10, eingeschlossen zwischen beiden Umwicklungen 1b und 2b, durch eine Umlaufbewegung der umlaufenden Spirale 2 hineingesaugt, zu einem kleineren Volumen komprimiert, wenn es von den äußeren Umfängen beider Umwicklungen 1b und 2b zu der Mitte führt, und wird in die Hochdruckkammer 11 über ein Gasauslassloch 1c der fixierten Endplatte 1a abgegeben. Ein Reed-Ventil 21 ist an dem Auslassloch 1c von der Seite der Hochdruckkammer 11 aus eingepasst befestigt, um einen Rückfluss des abgegebenen Gases zu verhindern.
Unter Bezugnahme nun auf die 2 und 3 wird der Aufbau des Kapazitätsregelmechanismus beschrieben.
In der fixierten Endplatte 1a sind zwei Paare von Bypass-Löchern 50a, 50b und 51a, 51b, wobei jedes Paar jeweils mit jedem eines Paars von Fluidtaschen 50 und 51 in Verbindung tritt, die sich in demselben Kompressionsprozess befinden, definiert, und ein Bypass-Loch 52a, das mit dem Bereich in Verbindung steht, in dem das Paar von Fluidtaschen in eine Fluidtasche 52 übergeht, wenn der Kompressionsprozess weiter fortschreitet, ist auf der Seitenwand des Auslasslochs definiert.
Ein Wechselventil 60, das sequenziell diese Bypass-Löcher 50a, 50b, 51a, 51b und 52a schließt, ist gleitend in einen Zylinder 61 eingesetzt, der innerhalb der fixierten Endplatte 1a vorgesehen ist. Ein Ende des Zylinders 61 ist an einem aufgeschnittenen Bereich 1g, gebildet auf dem äußeren Umfang der fixierten Endplatte 1a, offen, und steht mit der Niederdruckkammer 12 in Verbindung. Das Wechselventil 60 wird durch eine Feder 62 in die Richtung des voranführenden Endes gedrückt und ein Ende der Feder 62 wird innerhalb der fixierten Endplatte 1a durch einen Halter 63 und einen Anschlagring 64 gehalten.
Zwei vertiefte Bereiche 60a und 60b sind an dem Wechselventil 60 vorgesehen. Der vertiefte Bereich 60a ist an einer Position vorgesehen, an der er mit Bypass-Löchern 51a und 51b zu dem Zeitpunkt in Verbindung steht, zu dem sich das Wechselventil 60 in dem Zustand befindet, dass es in die Richtung des voranführenden Endes gedrückt wird. Ähnlich ist der vertiefte Bereich 60b an einer Position vorgesehen, an dem er mit einem Bypass-Loch 52a in Verbindung steht. Weiterhin ist ein Verbindungsloch 66 an dem vertieften Bereich 60a gebohrt, was eine Verbindung mit der Niederdruckkammer 12 über das Innere des Wechselventils 60 ermöglicht. Der äußere, vertiefte Bereich 60b steht mit der Niederdruckkammer 12 über einen Kanal 67 in Verbindung, der durch die fixierte Endplatte 1a und einen ausgeschnittenen Bereich 1h, gebildet an dem äußeren Umfangsbereich 1e, hindurchführt.
Ein Einführloch 68 ist in das voranführende Ende des Zylinders 61 hinein gebohrt, um die Einführung eines Regeldrucks Pm, der das Wechselventil 60 durch Überwinden der Drückkraft der Feder 62 betreibbar macht, zu ermöglichen.
Andererseits ist ein Druckregelventil 70 zum Regeln des Regeldrucks Pm in eine Regeldruckkammer 71 innerhalb der fixierten Endplatte 1a eingesetzt und ist durch einen Halter 78 und einen Anschlagring 79 gehalten.
In der Regeldruckkammer 71 sind ein Hochdruckventil 72 zum Aufnehmen eines hohen Drucks Ph zum Erzeugen des Regeldrucks Pm und ein Ausflussloch 73 hineingebohrt, und das Ausflussloch 73 steht mit der Niedruckkammer 12 über einen ausgeschnittenen Bereich 1i, gebildet an dem äußeren Umfangsbereich 1e der fixierten Endplatte 1a, in Verbindung. Auch steht der Hochdruckkanal 72 mit dem Auslassloch 1c in Verbindung. Das Ausflussloch 73 dient auch als ein Kanal zum Aufnehmen eines Saugdrucks Ps als ein Niederdrucksignal. Auch ist ein Verbindungsloch 74 zum Aufnehmen eines Atmosphärendrucks Pa, um als ein Basissignal verwendet zu werden, an der Rückseite der fixierten Endplatte 1a gebohrt und ist zu der Luft durch ein Loch 36, gebohrt an einem O-Ring 75 und der Rückplatte 35, offen.
Das Druckregelventil 70 erzeugt einen entsprechenden Regeldruck Pm in Abhängigkeit von Änderungen in dem Zwischendruck Pc und dem Saugdruck Ps. Der Regeldruck Pm wird auf einen Zylinder 61 über einen Kanal 76, gebildet an der Rückseite der fixierten Endplatte 1a und dem zuvor erwähnten Einführloch 68, übertragen. Der Kanal 76 ist mit der Rückplatte 35 und einem O-Ring 77 abgedichtet.
Die Betriebsweise des Kapazitätsregelmechanismus wird nun unter Bezugnahme auf die 4 und 5 beschrieben.
Wenn sich das Wechselventil 60 an seiner obersten Position (in der Richtung des voranführenden Endes des Zylinders) befindet, sind alle Bypass-Löcher vollständig offen und der Betrieb befindet sich bei einer minimalen Kapazität. Umgekehrt sind, wenn sich das Wechselventil 60 an seiner untersten Position befindet (an der Seite des Halters), alle Bypass-Löcher vollständig geschlossen und der Betrieb wird bei einer maximalen Kapazität vorliegen. Wie in 4 gesehen werden kann, stehen die Bypass-Löcher 51a und 51b mit den Fluidtaschen mit 100% bis ungefähr 60% des Bereichs des maximalen, komprimierten Volumens Vmax in Verbindung. In ähnlicher Weise stehen die Bypass-Löcher 50a und 50b mit 100% bis ungefähr 50% in Verbindung und das Bypass-Loch 52a steht mit ungefähr 60% bis ungefähr 0% des Bereichs in Verbindung. Durch Einstellen der Öffnungen dieser Bypass-Löcher mit dem Wechselventil kann die Beziehung der geregelten Kapazität (Vc) gegenüber dem Wechselventilhub (Ls) erhalten werden, wie dies in 5 dargestellt ist.
In 5 stellt die geregelte Kapazität Vc auf der Ordinatenachse das Prozent-Verhältnis des umschlossenen Volumens, das sich unter der Kontrolle befindet, zu dem maximalen, umschlossenen Volumen des Kompressors dar, und die Position von Ls = 0 (mm) auf der Abszissenachse stellt einen Zustand dar, in dem sich das Wechselventil an seiner untersten Position befindet.
In dem Bereich von Ls = 0 (mm) bis Ls = 7 (mm) werden die Bypass-Löcher 50a, 51a und 51b in Folge geöffnet und ein Kapazitätsregelbereich bis zu ungefähr 50% ist abgedeckt.
Über Ls = 7 (mm) hinaus öffnet sich das Bypass-Loch 52a sequenziell, und wenn das Wechselventil 60 die oberste Position [Ls = 13 (mm)] erreicht, wird der Betrieb bei ungefähr 0% der Kapazität sein.
Wie zuvor beschrieben worden ist, besitzt das Bypass-Loch 52a einen unabhängigen Bypass-Durchgangsweg, um so einen Rückfluss eines Bypass-Gases in Bypass-Löcher 50a, 51a, 50b und 51b an der Ausströmseite zu verhindern, um dadurch eine Kapazitätsregelung ohne Verringern der Regeleffektivität zu ermöglichen.
Als nächstes wird eine Beschreibung der Betriebsweise eines Wechselventils 60 unter Verwendung der nachfolgenden Symbole vorgenommen:
Federkonstante der Feder 62: k;
Anfangsauslenkung der Feder 62: X0;
maximaler Hub des Wechselventils 60: X1 (= 13 mm); und
Querschnittsflächenbereich des Zylinders 61: Sv.
Die Kräfte, die auf das Wechselventil 60 einwirken, können durch die folgenden Gleichungen erhalten werden.
Die Kraft Fp, mit der der Regeldruck Pm das Wechselventil 60 nach unten bewegt, ist: Fp = (Pm – Ps) × Sv.
Die Kraft Fs, mit der die Feder 62 das Wechselventil 60 nach oben bewegt, ist: Fs = k × (X0 + X1 – Ls).
Aus den vorstehenden Gleichungen wird die Federkraft Fs0, die auf das Wechselventil 60 einwirkt, wenn sich das Wechselventil 60 an der untersten Position (Ls = 0) befindet, wie folgt berechnet: Fs0 = k × (X0 + X1).
Die Federkraft Fs1, die auf das Wechselventil 60 einwirkt, wenn sich das Wechselventil 60 an der obersten Position (Ls = X1) befindet, wird wie folgt berechnet: Fs1 = k × X0.
Demzufolge gilt, zum Zeitpunkt eines Betriebs unter der maximalen Kapazität, Fp ≥ Fs0, und das Wechselventil 60 befindet sich an der untersten Position, wogegen zum Zeitpunkt eines Betriebs unter der maximalen Kapazität Fp ≤ Fs1 gilt, und sich das Wechselventil 60 an der obersten Position befindet. Auch gilt, zu dem Zeitpunkt eines Betriebs mit geregelter Kapazität, Fp = Fs, und das Wechselventil 60 ist an einer Zwischenposition ausbalanciert.
Die Druckcharakteristika (die Charakteristik Pm gegenüber Ps) des Druckregelventils 70 des Kompressors einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind so ausgelegt, wie dies in 6 dargestellt ist, wenn der hohe Druck Ph 15 kgf/cm², zum Beispiel, beträgt. Auch sind die Lastcharakteristika der Feder 62 so ausgelegt, wie nachfolgend: Fs0/Sv = 3,0 kgf/cm2, Fs1/Sv = 0, 5 kgf/cm2.
Wenn die Kühlbelastung hoch ist, steigt der Saugdruck Ps an, begleitet durch einen Anstieg in dem Regeldruck Pm. In 6 wird, wenn ein Zustand von Ps ≥ 1,8 kgf/cm² erreicht ist, ein Zustand Pm – Ps ≥ 3 kgf/cm2 (= Fs0/Sv)verursacht, was bedeutet, dass Fp ≥ Fs0 gilt, und demzufolge wird das Wechselventil 60 nach unten zu der untersten Position gedrückt, was einen Betrieb unter maximaler Kapazität bewirkt, und die Kühlkapazität wird erhöht.
Umgekehrt fällt, wenn die Kühlbelastung niedrig ist, der Saugdruck Ps ab, begleitet durch einen Abfall in dem Regeldruck Pm. Wenn ein Zustand von Ps ≤ 1,3 kgf/cm² erreicht ist, wird ein Zustand von Fp ≤ Fs1 bewirkt, und das Wechselventil 60 wird nach oben zu der obersten Position gedrückt, was einen Betrieb unter der minimalen Kapazität bewirkt, und die Kühlkapazität wird verringert. Der Bereich von Ps von 1,8 kgf/cm² < Ps < 1,3 kgf/cm² ist der Bereich eines kontrollierten Betriebs, in dem der Regelmechanismus so arbeitet, um den Saugdruck Ps auf einen optimalen Wert für die Kühllast zu stabilisieren.
Auch fällt, wenn der Kompressor stoppt, der hohe Druck Ph ab, begleitet durch einen Abfall in dem Regeldruck Pm, was dazu führt, dass Pm nahezu gleich zu Ps wird, und Fp wird nahezu gleich zu Null kgf/cm², was bewirkt, dass das Wechselventil 60 nach oben gedrückt wird, so dass dadurch alle Bypass-Löcher geöffnet werden. Dementsprechend beginnt der Betrieb, wenn er darauffolgend wieder aufgenommen wird, von der minimalen Kapazität, was demzufolge den Start-Schock beseitigt und ein problemloses Starten bzw. Anfahren sicherstellt.
Wie anhand der vorstehend beschriebenen, beispielhaften Ausführungsformen deutlich ist, ist es, mit dem Spiralkompressor mit geregelter Kapazität gemäß der vorliegenden Erfindung, möglich, den Start-Schock zu verringern, da der hohe Druck, der als der Regeldruck des Wechselventils zum Öffnen und Schließen von Bypass-Löchern arbeitet, von einem Hochdruckkanal, der sich an einem Auslassloch öffnet, eingeführt wird.
Auch ist es, durch Einsetzen einer Konfiguration, in der eines der Bypass-Löcher an der Seitenwand des Auslassloches gebildet ist und bei der gleichzeitig ein Loch, das mit dem Bypass-Loch und dem Zylinder in Verbindung steht, von dem äußeren Umfangsende der fixierten Endplatte aus durchgeführt werden kann, möglich, die Maschinenbearbeitbarkeit der fixierten Endplatte zu verbessern.
Weiterhin ist es, durch Einsetzen einer Konfiguration, bei der das Loch, das mit dem Hochdruckkanal, Bypass-Löchern und dem Zylinder in Verbindung steht, gleichzeitig von dem äußeren Umfangsende der fixierten Endplatte aus bearbeitet werden kann, möglich, den Start-Schock zu verringern ebenso wie einen Kompressor zu schaffen, der eine fixierte Endplatte mit einer ausgezeichneten Bearbeitbarkeit besitzt.

Liste der Bezugszeichen

1: fixierte Spirale
1a: fixierte Endplatte
1b: spiralförmige Umwicklung der fixierten Spirale
1c: Auslassloch
1d: Befestigungsloch
1e: äußerer Umfang der fixierten Endplatte
1f: Dichtnut
1g, 1h, 1i: ausgeschnittener Bereich des äußeren Umfangs der fixierten Endplatte
2: umlaufende Spirale
2a: umlaufende Endplatte
2b: spiralförmige Umwicklung der umlaufenden Spirale
2c: Nabenwulst
3: Kompressorgehäuse
4: Drucklager
5: Oldham-Ring
6: Bauelement, das die Umdrehung einschränkt
7: umlaufendes Lager
8: umlaufende Buchse
9: Antriebswelle
9a: Hauptwellenbereich
9b: Antriebsstift
10, 50, 51, 52: Fluidtaschen
11: Hochdruckkammer
12: Niederdruckkammer
13: Saugöffnung
14: Auslassöffnung
15: Hauptlager
16: Hilfslager
17: Wellendichtvorrichtung
18, 75, 77: O-Ringe
19: Schraube
20: Einstellscheibe
21: Reed-Ventil
31: vorderes Gehäuse
32: vorderer Endbereich
35: Rückplatte
36: Loch
50a, 50b, 51a, 51b, 52a: Bypass-Löcher
60a, 60b: vertiefte Bereiche
61: Zylinder
62: Feder
63, 78: Halter
64, 79: Anschlagringe
66, 74: Verbindungslöcher
67, 76: Durchgangskanäle
68: Einführloch
70: Druckregelventil
71: Regeldruckkammer
72: Hochdruckkanal
73: Auslaufloch

Claims

Spiralkompressor, der in der Kapazität geregelt ist, aufweisend ein Kompressorgehäuse (3); eine fixierte Spirale (1), die eine fixierte Endplatte (1a) und eine spiralförmige Umwicklung (1b) besitzt, die sich von der fixierten Endplatte (1a) aus erstreckt; eine umlaufende Spirale (2), die eine umlaufende Endplatte (2a) und eine spiralförmige Umwicklung (2b), die sich von der umlaufenden Endplatte (2a) aus erstreckt und in Eingriff mit der fixierten Spirale (1) angeordnet ist, wobei jeweilige Umwicklungen (1b, 2b) zueinander hinweisen, besitzt; wobei die Umwicklungen (1b, 2b) der fixierten Spirale (1) und der umlaufenden Spirale (2) miteinander in Eingriff stehen, um eine Mehrzahl von Fluidkompressionstaschen (50, 51, 52) zu definieren, und so positioniert sind, um Fluid, das komprimiert werden soll, von einer Saugkammer (12) in dem Gehäuse (3) aufzunehmen, wobei die fixierte Spirale (1) und die umlaufende Spirale (2) innerhalb des Kompressorgehäuses (3) angeordnet sind; einen umlaufenden Mechanismus, gebildet an der Rückseite der umlaufenden Endplatte (2a) gegenüberliegend der spiralförmigen Umwicklung (2b) der umlaufenden Spirale (2); eine Antriebswelle (9), die drehbar in dem Kompressorgehäuse (3) gehalten ist, wobei der Hauptwellenbereich davon zu der Außenseite des Kompressorgehäuses (3), durch eine Wellendichtvorrichtung und ein Hilfslager durch ein Hauptlager hindurchführend, vorsteht; einen Antriebsübertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft von der Antriebswelle auf den umlaufenden Mechanismus; ein Drehbeschränkungsbauelement zum Beschränken einer Drehung der umlaufenden Spirale (2), um sie so umlaufend zu gestalten; ein Umdrehungsbeschränkungsbauelement angrenzend an das Drehbeschränkungsbauelement zum Beschränken der Richtung einer Bewegung des Drehbeschränkungsbauelements auf die Richtung unter rechten Winkeln zu der Antriebswelle (9); eine Auslassöftnung (1c), gebildet in der fixierten Endplatte (1a), die mit der Fluidkompressionstasche (52) nahe dem Ende ihrer Bildung in Verbindung steht; und ein Auslassventil (21) an dem Ende der Auslassöffnung (1c); der weiter einen verbesserten Kapazitätsregelmechanismus aufweist; gekennzeichnet durch: mindestens ein Paar von Bypass-Löchern (50a, 50b, 51a, 51b) in der fixierten Endplatte, die mit einem Paar von Fluidkompressionstaschen (50, 51, 52), gebildet zwischen beiden Umwicklungen (1b, 2b), in Verbindung stehen; einen Zylinder (61), gebildet innerhalb der fixierten Endplatte (1a) in einer Art und Weise, dass er mit den Fluidtaschen (50, 51, 52) über die Bypass-Löcher (50a, 50b, 51a, 51b) in Verbindung steht; ein Wechselventil (60) innerhalb des Zylinders (61), befestigt für eine Hin- und Herbewegung darin, um die Öffnung der Bypass-Löcher (50a, 50b, 51a, 51b) so zu varüeren, um die Kapazität des Kompressors zu ändern; eine Feder (62) in dem Zylinder (61), die der Hin- und Herbewegung des Wechselventils (60) entgegenwirkt; wobei die fixierte Endplatte (1) weiterhin eine Regeldruckkammer (71) umfasst, die ein Druckregelventil (70) zum Erzeugen eines Regeldrucks aufnimmt, um die Hin- und Herbewegung des Wechselventils (60) gegen die Feder (62) auf den Regeldruck hin zu bewirken; und einen Hochdruckkanal (72) in der fixierten Endplatte (1a) zwischen der Regeldruckkammer (71) und der Auslassöffnung (1c) der fixierten Endplatte (1a), angeordnet einströmseitig des Auslassventils (21) zum Einführen des komprimierten Fluids unter relativ hohem Druck zu dem Druckregelventil (70), wobei das Druckregelventil (70) einen Regeldruck von dem Fluid mit relativ hohem Druck, auf einen Druck in dem Kompressorgehäuse (3) ansprechend, erzeugt.
Spiralkompressor, der in der Kapazität geregelt ist, nach Anspruch 1, der weiterhin ein Bypass-Loch, gebildet an der Seitenwand der Auslassöffnung (1c), und einen Kanal zwischen dem Bypass-Loch und dem Zylinder (61) umfasst, wodurch das komprimierte Fluid unter einem relativ hohen Druck zu dem Wechselventil (60) über den Kanal gerichtet wird und wodurch die Hin- und Herbewegung des Wechselventils (60) auf den Regeldruck hin selektiv den Ausgang des Kompressors variiert.
Spiralkompressor, der in der Kapazität geregelt ist, nach Anspruch 2, wobei die fixierte Endplatte (1a) weiterhin einen Niederdruckkanal (67) umfasst, der mit dem Zylinder (61) in Verbindung steht, und einen Durchgangsweg von dem Zylinder (61) zu der äußeren Umfangsfläche der fixierten Endplatte (1a) vorsieht.
Spiralkompressor, der in der Kapazität geregelt ist, nach Anspruch 3, wobei der Niederdruckkanal (67), das Bypass-Loch und der Kanal zwischen dem Bypass-Loch und dem Zylinder (61) aus einem geraden Durchgangsloch von der äußeren Umfangsfläche der fixierten Endplatte (1a) gebildet sind.
Spiralkompressor, der in der Kapazität geregelt ist, nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei das mindestens eine Paar von Bypass-Löchern (50a, 50b, 51a, 51b) und das Bypass-Loch, gebildet auf der Seitenwand der Auslassöffnung (1c), selektiv mit dem Niederdruckbereich (12) des Kompressors über separate Kanäle auf den Steuerdruck hin in Verbindung treten.