JP6706346B2 - ガス状流体の圧縮装置 - Google Patents
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Description
特許文献2には、運動スパイラルの回転位置調節メカニズムの冷却によるスクロール圧縮機が開示されている。ハウジングのセンタープレートとして形成される構成部品は、運動スパイラルのための位置設定用ガイドピンのための貫通ボアを含む。ガイドピンは貫通ボアの1つ内に圧入されるように配置される。ガイドピンは、一方では、センタープレートと運動スパイラルとの間で流れる冷媒により、他方では、運動スパイラルから遠いセンタープレートの側面から貫通ボア内に流入される冷媒により冷却される。
逆圧領域は、吸入領域に対して気密方式によりシールされることができ、ハウジング上のオービタの摩擦を補償することができる。運動スパイラルの回転を防止し、旋回を達成するためのガイド装置の位置ピンまたはガイドピンが確実且つ持続的に配置されることで、装置の最大寿命が保障される。装置は、流体の高い圧力レベルのために形成されることができる。装置は、製造及びメンテナンス時のコストを最小化するために、構造的に容易に実現可能である。
本発明は、ガス状流体の圧縮装置であって、装置は、壁を有するハウジングと、ベースプレート、及びベースプレートの1つの側面から延びて螺旋状に形成された壁を有する非運動固定子と、ベースプレート、及びベースプレートから延びて螺旋状に形成された壁を有する運動オービタと、オービタのベースプレート内に形成された少なくとも1つの開口、及びハウジングと固定結合されて突出した少なくとも1つのピンを有するガイド装置と、ハウジングの壁とオービタとの間に配置され、壁と固定結合された固定摺動素子と、を含む装置であって、ベースプレートは、固定子の壁とオービタの壁とが互いに噛み合って閉鎖された作業室が形成されるように配置されており、オービタの運動に応じて、前記作業室の体積及び位置が変わり、ピンは、開口内に噛み合っており、少なくとも1つのピンは、摺動素子内に形成された開口内に圧入されたことを特徴とする、
本発明の好ましい実施例によると、摺動素子及び少なくとも1つのピンは、材料特性としての強度及び熱膨張効率の値が同一の範囲にある材料で形成されることが好ましい。
同一の範囲にあるということは、強度及び熱膨張などのような材料特性が、特定圧力及び温度などのような作動条件で、無視してもよい程度の少ない偏差を有することを意味する。
摺動素子は好ましくは鋼で形成されることがよい。
本発明の第1代案的な実施例によると、固定摺動素子が、ハウジング内に圧入されてプレス嵌めされることがよい。
第2代案的な実施例によると、摺動素子が、ハウジング内に統合されて中間嵌め(transition fit)されることができる。
好ましくは、ハウジングは、側面及びベース面を有するリセスを含み、摺動素子の1つの円形環面は、ハウジングのリセスのベース面上に接することができる。より好ましくは、リセスの側面と固定摺動素子の外部ジャケット面との嵌合が形成される。
摺動素子及びシール素子は、ハウジングの壁によって互いに分離された、特に、スクロール圧縮機として形成された装置の吸入領域及び逆圧領域のシールのために提供される。
本発明の実施例によると、摺動素子内に形成されるピンを収容するための、少なくとも1つの開口が貫通ボアとして形成されることが好ましい。
本発明の代案的な実施例によると、摺動素子内に形成された開口内に配置され、ハウジングの壁内に形成された開口内まで突出するピン素子が形成される。
貫通ボア内に配置され、摺動素子によってハウジングの壁内に形成された開口内に噛み合うガイド装置のピン、及びハウジングの壁内に形成される開口内に突出するピン素子は、ハウジングの壁に対する摺動素子の回転を防止する。
‐ピンの傾斜が防止されるため、例えば、圧縮されるべき流体としての二酸化炭素の使用時に作用する圧力及び力に対するさらに高い要求に対しても、ガイド装置のピンが最適に整列され、
‐逆圧領域におけるハウジングの内径と、対向壁内におけるガイド装置のピンの収容開口との間の壁厚が最小化され、
‐従来のスクロール圧縮機に比べて、逆圧領域内にさらに大きい設置空間が提供されることで、中間素子及び駆動シャフト上にオービタの支持のためのさらに大きい軸受、及びさらに大きい中間素子、特にさらに大きいバランスウェイトの配置が図れるとともに、
‐流体の高い圧力レベルのために形成される装置の最大寿命が保障される。
本発明の実施例の他の個別事項、特徴、及び利点は、関連図面の参照下、実施例についての下記説明に提示される。図面には、互いに噛み合う螺旋状の壁によって作業室を形成する固定子及びオービタ、オービタとハウジングとの間に形成される逆圧領域、及び運動スパイラルの回転を防止し、旋回を達成するためのガイド装置を含むスクロール圧縮機の圧縮メカニズムをそれぞれ断面図で示している。
‐ピンの傾斜が防止されるため、例えば、圧縮されるべき流体としての二酸化炭素の使用時に作用する圧力及び力に対するさらに高い要求に対しても、ガイド装置のピンが最適に整列され、
‐逆圧領域におけるハウジングの内径と対向壁内におけるガイド装置のピンの収容開口との間の壁厚が最小化され、
‐従来のスクロール圧縮機に比べて、逆圧領域内にさらに大きい設置空間が提供されることで、中間素子及び駆動シャフト上にオービタの支持のためのさらに大きい軸受、及びさらに大きい中間素子、特にさらに大きいバランスウェイトの配置が図れるとともに、
‐流体の高い圧力レベルのために形成される装置の最大寿命が保障される。
図3には、固定子3及びオービタ4からなる、ハウジング2内に配置される圧縮メカニズムを有するガス状流体の圧縮装置1a、特に、スクロール圧縮機の断面図を示した。ベースプレート3a、4a上にそれぞれ配置されて互いに噛み合う螺旋状壁3b、4bが作業室5を形成する。
オービタ4は、偏心駆動機によって円形軌道上で運動するため、螺旋状壁4bは、停止螺旋状壁3bを中心に旋回する。螺旋状壁3b、4bの相対運動時に、壁3b、4bが互いに多数回接触され、ワインディング内に多数の小さくなる作業室5を形成する。2つの互いに絡み合う螺旋状壁3b、4bの相対運動により作業室5が小さくなり、流体が圧縮される。圧縮されるガス状流体、特に冷媒は吸入され、装置1a内で圧縮され、図示していない排出口を介して吐出される。
また鋼で形成されたピン11bは、摺動素子17a内に形成された開口、特に、貫通ボア内にそれぞれ配置される。ピン11bは、開口内で摺動素子17aによって加圧される。鋼で製造されたピン11bのそれぞれ及び摺動素子17aが非常に高い強度及び類似の熱膨張効率を有するため、ピン11bと摺動素子17aとの熱膨張差が生じることが防止される。これにより、装置1aの作動中に発生するハウジング2の壁12及び運動スパイラル4の開口11aに対するピン11bの傾斜が防止される。ピン11bは、その位置に互いに平行に持続的に配置されることで、運動スパイラル4のための最適の案内条件を保障する。
図4には、ガイド装置11のピン11bを収容するためのプレート状の摺動素子17bを有するガス状流体の圧縮装置1b、特に、スクロール圧縮機を示した。図3に示した装置1aとは、摺動素子17bがOリングを収容するための溝18、特に、環状溝18を含んで形成されるという点で異なる。溝18及び溝内に配置されるシール素子であるOリングは、円形環ディスクの外部ジャケット面上で延び、シール素子15を対向壁12、すなわちハウジング2に対してシールする。
また、装置1aよりも大きい体積を有し、これによってさらに重いバランスウェイトを有する中間素子8が提供されることができる。中間素子8、特に、バランスウェイトがアンダーカット形態を有することができるため、提供される設置空間がさらに柔軟に用いられることができる。
ピン11bは、内径dの領域に形成された開口内で摺動素子17b内に案内または挿入され、開口は、一定に分配されて互いに同一の間隔を有するように配置される。これと異なり、ピン素子19は、回転防止ピンとして外径Dの領域に形成された開口内で摺動素子17b内に挿入される。
1a、1b (ガス状流体の)圧縮装置
2 ハウジング
3 (非運動)固定子、固定スパイラル
3a、4a ベースプレート
3b、4b (スパイラル)壁、螺旋状壁
4 (運動)オービタ、運動スパイラル
5 作業室
6 駆動シャフト
7 回転軸
8 中間素子
9 第1軸受
10 第2軸受
11 ガイド装置
11a 開口
11b ピン
12 (ハウジングの)壁、対向壁
13 逆圧領域
14 吸入領域
15 シール素子
16 表面
17´、17a、17b (固定)摺動素子
18 環状溝
19 ピン素子、回転防止ピン
b 厚さ
d 内径
D 外径
Claims (13)
- ガス状流体の圧縮装置(1a、1b)であって、前記圧縮装置(1a、1b)は、
壁(12)を有するハウジング(2)と、
ベースプレート(3a)、及び該ベースプレート(3a)の1つの側面から延びて螺旋状に形成された壁(3b)を有する非運動固定子(3)と、
ベースプレート(4a)、及び前記ベースプレート(4a)から延びて螺旋状に形成された壁(4b)を有する運動オービタ(4)と、
前記運動オービタ(4)と前記壁(12)との間に配置される逆圧領域(13)と、
前記運動オービタ(4)の前記ベースプレート(4a)内に形成された少なくとも1つの開口(11a)、及び前記ハウジングと固定結合されて突出した少なくとも1つのピン(11b)を有するガイド装置(11)と、
前記ハウジング(2)の前記壁(12)と前記運動オービタ(4)との間に配置され、前記壁(12)と固定結合された摺動素子(17a、17b)と、を含み、
前記ベースプレート(3a、4a)は、前記非運動固定子(3)の前記壁(3b)と前記運動オービタ(4)の前記壁(4b)とが互いに噛み合って閉鎖された作業室(5)が形成されるように配置されて、前記運動オービタ(4)の運動に応じて、前記作業室(5)の体積及び位置が変わり、
前記少なくとも1つのピン(11b)は、前記少なくとも1つの開口(11a)内に噛み合っており、
前記少なくとも1つのピン(11b)は、前記摺動素子(17a、17b)内に形成された開口内に圧入されて前記壁(12)に対して動かないように固定され、
前記少なくとも1つのピン(11b)の一側端部は前記逆圧領域(13)内に配置されることを特徴とするガス状流体の圧縮装置。 - 前記摺動素子(17a、17b)は、内径(d)、外径(D)、厚さ(b)、外部ジャケット面、及び2つの円形環面を有する円形環のディスク状を有することを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記少なくとも1つのピン(1b)及び前記摺動素子(17a、17b)は類似した強度及び類似した熱膨張効率を有することを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記摺動素子(17a、17b)が鋼で形成されることを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記少なくとも1つのピン(11b)が鋼で形成されることを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記摺動素子(17a、17b)が、前記ハウジング(2)内に圧入されてプレス嵌めされることを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記摺動素子(17b)が、前記ハウジング(2)内に統合されて中間嵌めされることを特徴とする、請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記ハウジング(2)は、側面及びベース面を有するリセスを含み、前記摺動素子(17a、17b)の1つの円形環面は、前記リセスのベース面上に接し、前記リセスの前記側面と前記摺動素子(17a、17b)の外部ジャケット面との嵌合が形成されることを特徴とする請求項6に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記摺動素子(17b)は、Oリングで形成されたシール素子を収容するための環状溝(18)を含むことを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記環状溝(18)が、前記摺動素子(17b)の外部ジャケット面上に形成されることを特徴とする請求項9に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記摺動素子(17a、17b)内に形成される、前記少なくとも1つのピン(11b)を収容するための前記少なくとも1つの開口(11a)が貫通ボアとして形成されることを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記ガイド装置(11)の前記少なくとも1つのピン(11b)は、前記貫通ボア内に、前記ガイド装置(11)の前記少なくとも1つの開口(11a)内に噛み合った端部から遠く形成された前記少なくとも1つのピン(11b)の端部が、前記摺動素子(17a)によって前記ハウジング(2)の前記壁(12)内に形成される開口内に噛み合うように配置されることを特徴とする請求項11に記載のガス状流体の圧縮装置。
- 前記摺動素子(17b)内に形成された開口内に配置され、前記ハウジング(2)の前記壁(12)内に形成された開口内まで突出するピン素子(19)が形成されることを特徴とする請求項1に記載のガス状流体の圧縮装置。
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