SE457902B - Fluidkompressor av spiralhjulstyp med mekanism foer instaellning av deplacementet - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 457 902 met kylts till den önskade temperaturen. Den relativt stora belastning som erfordras för att driva kompressorn pålägges sålunda intermittent på drivkällan.

Vid användning av kända spiralhjulskompressorer vid luftkondi- tioneringsanordningar för bilar drivs kompressorerna av bilens motor över en elektromagnetisk koppling. Så snart passagerar- utrymmet nått en önskad temperatur styrs kompressorns uteffekt genom intermittent drivning av kompressorn över den elektro- magnetiska kopplingen. Den relativt stora belastningen som er- fordras för att driva kompressorn påf öres därför intermittent på bilens motor.

Det är därför önskvärt att åstadkomma en kompressor av spiral- hjulstyp med en mekanism för inställning av deplacementet el- ler volymen, vilken mekanism styr kompressionsförhâllandet ef- det det aktuella behovet. Vid en kompressor av spiralhjulstyp kan inställningen av deplacementet enkelt genomföras genom reg- lering av volymen hos de avtätade fluidfickorna. En mekanism för inställning av deplacementet beskrives i US-Ar4 468 178, som visar en mekanism vilken innefattar ett par hål upptagna genom de cirkulära ändplattorna hos ett av spiralhjulen. är placerade i symmetriska lägen så att svepelementet hos andra spiralhjulet samtidigt passerar över hålen, ningen och stängningen styrs av ventiler.

Hälsan det varvid öpp- Vid den ovan nämnda inställningsmekanismen för deplacementet strömmar fluiden i de yttre fluidfickorna till sugkammaren via paret av hål, om detta hâlpar öppnas för att åstadkomma en minskning av kompressorns kapacitet. Under fluidens strömning genom hålparet uppkommer därför en tryckförlust och trycket i de yttre fluidfickorna ökar något. Härigenom uppkommer en ef- fektförlust hos kompressorn liksom en alltför stor kapacitet.

För att lösa ovannämnda problem har man beaktat antalet hål som formats, en förstoring av diametern hos hålen samt föreslagit en avlâng form hos hålen osv. för att förstora hâlens tvärsek- tionsarea för att möjliggöra enkel strömning av den genomström- mande fluiden. Emellertid är dessa icke nâgra grundläggande lös- ningar. 10 15 20 25 30 35 457 902 Det är ett primärt ändamål med föreliggande uppfinning att för- bättra en kompressor av spiralhjulstyp genom att anordna en me- kanism för inställning av kompressorns kompressionsförhâllande efter det aktuella behovet utan en överförbrukning av energi.

Det är ett annat ändamål med föreliggande uppfinning att åstad- komma en kompressor av spiralhjulstyp som är enkel till sin konstruktion och som kan framställas på ett enkelt och tillför- litligt sätt.

En kompressor av spiralhjulstyp enligt föreliggande uppfinning innefattar ett kompressorhus med en första fluidinloppsöppning och en fluidutloppsöppning, ett par spiralhjul anordnade i komp- ressorhuset, vilka spiralhjul vart och ett har en cirkulär änd- platta och ett svepelement som skjuter ut från ena ändsidan av den cirkulära ändplattan, vilka svepelement passar i varandra med förskjutning i vinkelled och i radiell led för bildande av ett flertal linjeanliggningar för begränsande av minst ett par avtätade fluidfickor och vilka i varandra passande svepelement har sina yttre ändar belägna i en sugkammare, vilken kommunice- rar med den första fluidinloppsöppningen, en drivmekanism som _ är verksamt förbunden med det ena av spiralhjulen för att åstad- komma en kretsrörelse av detta spiralhjul, samt ett rotations- förhindrande organ för att förhindra rotation av nämnda ena spiralhjul under kretsrörelsen för att därigenom förflytta fluidfickorna mot centrum av spiralelementen med en minskning av volymen av fluidfickorna. Det för kompressorn. speciellt utmärkande är härvid att kompressorhuset innefattar en andra fluidinloppsöppning, varvid den cirkulära ändplattan hos det ena av spiralhjulen har ett par genomgående hål, vilket par av hål är belägna på symmetriska ställen längs detta spiral- hjuls svepelement, så att det motstående svepelementet samtidigt passerar över de båda hålen, varjämte den andra fluidinlopps- öppningen kommunicerar med paret av hål, samt ett ventilorgan för selektiv styrning av fluidströmmen genom antingen den första fluidinloppsöppningen eller den andra fluidinloppsöpp- ningen in i kompressorn.

Ytterligare ändamål, särdrag och aspekter hos föreliggande 10 15 20 25 30 457 902 4 uppfinning beskrives närmare nedan under hänvisning till en föredragen utföringsform på bifogade ritningar. en vertíkalsektionsvy av en utföringsform av en het av spiralhjulstyp enligt uppfinningen. och f schematíska vyer som visar funktionen hos mekani ställning av volymen eller deplacementet vid an par hål. där fiq. 1 är kompressoren- ig. 2 och 3 är smen för in- vändning av ett I fíg. 1 visas en utföringsform av en k enlighet med uppfinningen. av spiralhjulstyp. Kompress ylmedelskompressor i särskilt en kylmedelskompressor 1 orenheten 1 innefattar ett kompres- sorhus lo med en främre ändplatta ll framställd av aluminium eller aluminiumlegering samt en skålformad kåpa 12 som är fäst på en ändyta av den främre ändplattan 11. En öppning lll är utformad på mitten av den främre ändplattan 11 för genomföring at på iga av en drivaxel 13. Ett ringformigt utsprång 112 är utform en bakre ändyta av den främre ändplattan 11. Det ringform utsprånget 112 är vänt mot den skâlformade kåpan 12 och ä koncentrisk med öppningen 111. En yttre periferiyta hos d ringformiga utsprånget 112 sträcker sig in öppningen i l' êt i en innervägg hos den skålformade kåpan 12. Den skâlformade kåpan 12 är sålunda täckt_av den främre ändplattan 11. placerad mellan den yttre periferiytan hos det ringformiga utsprânget 112 och innerväggen hos öppningen i den skålfornade kåpan 12 för tillslutning av de med varandra passande ytorna hos den främre ändplattan ll och den skâlformade kåpan 12.

En ringformig hylsa 17 sträcker sig från den främre ändytan hos den främre ändplattan 11 som omger drivaxeln 13 och be- gränsar ett axeltätningshâlrum. vid den i rig. l visade utfö- ringsformen är hylsan 17 skild från den främre ändplattan 11.

Hylsan 17 är nämligen fäst på den främre ändytan av den främre ändplattan 11 medelst skruvar 18. En 0-ring är anordnad mellan ändytan hos den främre ändplattan ll och ändytan hos hylsan 17 hos den främre ändplattan 17 vara utformad i ett för tätning av de samverkande ytorna 11 hylsan 17. Alternativt kan hylsan stycke med den främre ändplattan ll.

En 0-ring 14 är-- 10 15 20 25 30 35 457 902 Drivaxeln 13 är roterbart lagrad i hylsan 17 medelst ett lager 19 beläget inuti den främre änden av hylsan 17. Drivaxeln 13 har en skiva 15 vid dess inre ände. vilken är roterbart lagrad av den främre ändplattan 11 medelst ett lager 16 som är belä- get i öppningen 111 i den främre ändplattan 11. Den axeltätan- de enheten 20 är förbunden med drivaxeln 13 inuti axeltät- ningshålrummet hos hylsan 17.

En remskiva 22 är roterbart lagrad i ett lager 21 som är upp- buret på utsidan av hylsan 17. En elektromagnetisk spole 23 är anbragt runt utsidan av hylsan 17 medelst bärplatta 24 och är inrymd i ett ringformigt hålrum hos remskivan 22. En ankar- platta 25 är eftergivligt uppburen på den yttre änden av driv- axeln 13 som sträcker sig ut från hylsan 17. Remskivan 22. den magnetiska spolen 23 och ankarplattan 25 bildar en magnetisk koppling. vid drift drives drivaxeln 13 av en yttre kraft- källa, exempelvis motorn hos en bil. över en rotationsöver- förande anordning såsom den ovan beskrivna magnetiska kopp- lingen.

Ett flertal delar är monterade inuti den skålformade kåpan 12, däribland ett fast spiralhjul 26, ett kretsande spiralhjul 27, en drivmekanism 28 för det kretsande spiralhjulet 27 samt en rotationsförhindrande axiallageranordning 29 för det kretsande spiralhjulet 27. Den inre kammaren hos den skålformade kåpan 12 är belägen mellan den inre väggen av kåpan 12 och den bakre ändytan hos den främre ändplattan 11.

Det fasta spiralhjulet 26 har en cirkulär ändplatta 261, ett svep- eller spiralelement 262 fäst på plattan och utskjutande från ena sidan av denna ändplatta 261. Det fasta spiralhjulet 26 är fäst i kåpan 12 medelst en icke visad, lämplig fästan- ordning så att den är fast belägen inuti den inre kammaren hos den skålformade kåpan 12. Den cirkulära ändplattan 261 hos det fasta spiralhjulet 26 uppdelat den inre kammaren av den skål- formade kåpan 12 i en första kammare 31 och en andra kammare 32. En tätningsring 30 är belägen i ett runtomgående spår på den cirkulära ändplattan 261 till bildande av en tätning 10 15 20 25 30 35 457 902' mellan ínnerväggen av kåpan 12 och yttervâggen hos den cir- kulära ändplattan 261. spiralelementet 262 på det fasta spiralhjulet 26 är beläget i den första kammaren 31.

Det kretsande spiralhjulet 27 , som är beläget i den första kammaren 31. innefattar en cirkulär ândplatta 271 och ett svep- eller spiralelement 272 som är fäst på ändplattan 271 och skjuter ut från ena sidan av denna. spiralelementen 262 och 272 passar i varandra vid en vinkelförskjutning av 180° och en förutbestämd radiell förskjutning. Spiralelementen bildar åtminstone ett par avtätade fluidfickor mellan deras med varandra passande ytor.

Drivmekanismen 28 som är verksamt förbunden med det kretsande spíralhjulet 27 innefattar ett hus 281. av vilket det kretsan- de hjulet 27 är roterbart uppburet över ett lager 282. Lagret 282 är monterat mellan den yttre periferiytan hos bussníngen 281 och ett nav 273 som skjuter ut axiellt från den andra änd- ytan hos den cirkulära ändplattan 271 hos det kretsande hjulet 27. Bussningen 281 är förbunden med en inre ände av en skiva 15 vid en punkt som är radiellt förskjuten eller excentrísk ..re1atívt~drivaxe1ns 13 centrumaxel.

Den rotatíonsförhindrande axiallageranordninqen 29 är monterad mellan den inre ändytan av den främre ândplattan 11 och änd- ytan hos ändplattan 271 som är vänd mot den inre ändytan av den främre ândplattan 1l._Den rotationsförhindrande axial- lageranordningen 29 innefattar en fast ring 291 som är fäst på den inre ändytan av den främre ändplattan 11, en kretsande ring 292 fäst på ändytan av ändplattau 271 samt ett flertal lagerelement. såsom kulor 293 anbragta mellan fickorna 291a och 292a bildade genom ringarna 291 och 292. Rotationen av det kretsande spiralhjulet 27 under dess kretsrörelse förhindras genom samverkan av kulorna 293 och ringarna 291. 292, och den axiella tryckbelastningen från det kretsande spiralhjulet 27 upptas på den främre ändplattan 11 över kulorna 293.

Den skålformade kåpan 12 är försedd med två mellanväggar 121 10 15 20 25 30 35 457 902 och 122 som skjuter ut axiellt från insidan av kåpan för bil- dande av en bakre kammare 322 och en utloppskammare 323. Den axiella ändytan hos vardera mellanväggen 121. 122 anligger mot en bakre ändyta hos en cirkulär ändplatta 261. Tätningsringar 39, 40 är anbragta på den axiella ändytan hos vardera mellan- väggen 121. 122 för avtâtning av passningsytan mellan kåpan 12 och ändplattan 271 hos det kretsande spiralhjulet 27. Den skålformade kåpan 12 har en första inloppsöppning 33 för an- slutning av en första sugkammare 321 till en yttre fluidkrets. en andra inloppsöppning 35 för anslutning av en andra sugkam- mare 322 till en yttre fluidkrets samt en fluidutloppsöppning 35 för anslutning av utloppskammaren 323 till en yttre fluid- krets. De första och andra inloppsöppningarna 33. 34 är an- slutna till en sugledning 36 hos fluidkretsen via en trevägs- ventilanordning 37.

Den cirkulära ändplattan 261 hos det fasta spiralhjulet 26 har ett utloppshâl 264 vid ett läge nära intill centrum för den av spiralelementet 262 alstrade cirkeln för kommunikation mellan fluidfíckan i centrumläget hos spiralelementen och utlopps- kammaren 323. samt ett sugnål 265 vid dess yttre periferidel fl_f§r anslutning mellan den främre kammaren_3l och den fiörsta sugkammaren 321. Den cirkulära ändplattan 261 hos det fasta spiralhjulet 26 har även ett par hål 266 och 267 som är upp- tagna pâ symmetriska ställen så att den axiella ändytan hos spiralelementet 272 hos det kretsande spiralhjulet 27 samti- digt passerar över hâlen 266 och 267. Hâlen 266 och 267 för- binder fluidfickorna 51. så och den andra sugkanmaren 322.

Hålet 266 är placerat på ett ställe som bestäms av evolvent- vinkeln ' och mynnar på insideväggen av spiralelementet 262. Det andra hålet 267 är placerat på ett ställe som bestäms av evolventvinkeln gfl-Ûí och mynnar i utsideväggen av spiralelementet 262. Den företagna ytan inom vilken hålen 266 och 267 skall placeras och som bestäms av evolventvinklarna, och definieras genom øencfølofend-Zï. där find är slutevolventvinkeln hos vardera spiralelementet 262. 272. 10 15 20 25 35 457 902 Hâlen 266 och 267 formas genom borrning i den cirkulära änd- plattan 261 från den motsatta sidan från vilken spiralelemen- tet 262 utskjuter. Hålet 266 borras vid en plats som överlap- par innerväggen hos spiralelementet 262, så att en del av den gsnas. Hålet 267 borras väggen av spiralelemen- så att en del av ytterväggen av spiralelementet 262 avlägsnas. vid detta arrangemang är den axiella ändytan hos varje spiralelement försedd med en tätning som bildar en inre väggen av spiralelementet 262 avlä på ett ställe som överlappar den yttre tet 262. axiell tätning mellan spiralelementet och den notstående änd- plattan. Balen 266 och 267 är så belägna att de ej kommunice- rar med fluidfickorna mellan spiralelementen 262 och 272 när spiralelementet 272 helt överlappar hålen. att låta en del av varje hål av tillräcklig sig in i spiralelmentet 262, Detta uppnås genom storlek sträcka som resulterar i ett tätninga- . som förblir fullständigt i anliggning mot ändplattan 261 när spiralelementet 272 helt överlappar hålen. element i spiralelementet 272 Under hänvisning till fig. 2 och 3 beskrives funktionen hos mekanismen för inställning av deplacementvolymen hos fluíd- fickorna. dvs. volymen_hos de avtätade fluidfickorna vid tid- punkten då kompressionen börjar.

Om sugkammaren 321 först anslutes till sugledningen 36 hos den yttre fluidkretsen via den första ínloppsöppningen 33 genom påverkan av trevägsventilen 37 under driften av kompressor- enheten, avbrytes förbindelsen mellan sugkammaren 322 och sngledníngen 36 hos den yttre fluidkretsen. varvid fluid som inströmmar i den främre kammaren 31 genom den E kammaren 321 införes i fluidfickorna S1. S2. vilka bildas vid den yttersta delen av spiralelenenten 262. 272 visas i örsta sug- , såsom fig. 2. När det kretsande spiralhjulet 27 utför en kretsrörelse. strömmar fluiden i fluidfickorna S 1. S2 mot centrum av spiralelementen och strömmar in i utloppsxannaren 323 via utloppsöppningen 264. volymen hos fluidfickorna S .

S2 bestäms genom anliggningarna mellan de yttre ändarna av vardera spiralelementet. 10 15 20 25 30 #57 902 När den andra sugkammaren 322 anslutes till sugledningen 36 hos den yttre fluidkretsen genom den andra inloppsöppningen 34 genom påverkan av trevägsventílen inströmmar fluid i den främre kammaren 31 från de båda hålen 266, 267 och införes i fluidfickornas S1' och S2' som formas efter passeringen av spiralelementet 272 över hålen 266, 267. såsom visas i fig. 3.

Det verkliga kompressionsslaget hos fluidfickorna S1', S2' påbörjas därigenom efter det att spiralelementet 272 passerar över hålen 266, 267. volymen hos fluidfickorna S1'. S2' minskar vid tidpunkten då fickorna avtätas från den andra sugkammaren 322 (och kompressionen i verkligheten börjar).

Kompressorns kapacitet minskar därigenom. vid utföringsformen i fíg. 1 är trevägsventilen 37 belägen på utsidan av kompressorenheten, Alternativt kan trevägsventilen vara inbyggd i kompressorenheten.

Såsom nämnts ovan har den cirkulära ändplattan hos det fasta spiralhjulet ett sughål utformat vid dess yttre periferidel för anslutning av sugkammaren till den första inloppskammaren och ett par hål för anslutning av den andra kammaren till den andra inloppskammaren. varjämte förbindelsen mellan den första inloppskammaren och fluidkretsen eller den andra inloppskam- maren och fluidkretsen styrs av ventilen. ïluid skall därför insugas i de avtätade fluidfickorna utan minskning av effekten på grund av tryckförlust.

Föreliggande uppfinning har beskrivits i detalj i samband med en föredragen utföringsform, men denna utföringsform är enbart ett exempel och uppfinningen är icke begränsad därtill. Det inses av fackmannen att andra ändringar och modifikationer lätt kan göras inom ramen för uppfinningen och de efterföl- jande patentkraven.

Claims (4)

457 902 10 Patentkrav _í.__________

1. Kompressor av spiralhjulstyp, innefattande ett kompressor- hus (10) med en första fluidinloppsöppning (33) och en fluid- utloppsöppning (35). ett par spiralhjul (26. 27) anordnade i kompressorhuset (10), vilka spiralhjul vart och ett har en cirkulär ändplatta (261. 271) och ett svepelement (262, 272) som skjuter ut från ena ändsidan av den cirkulära ändplattan. vilka svepelement (262, 272) passar 1 varandra med förskjut- ning i vinkelled och i radiell led för bildande av ett flertal linjeanliggningar för begränsande av minst ett par avtätade fluidfickor (S1. S2) och vilka i varandra passande svep- element har sina yttre ändar belägna i en sugkammare (31). vilken kommunicerar med den första fluidinloppsöppningen (33), en drivmekanism (28) som är verksamt förbunden med det ena (27) av spiralhjulen för att åstadkomma en kretsrörelse av detta spiralhjul. samt ett rotationsförhindrande organ (29) för att förhindra rotation av nämnda ena spiralhjul (27) under kretsrörelsen för att därigenom förflytta fluídfickorna mot centrum av spiralelementen (262. 272) med en minskning av volymen av fluidfickorna. k ä n n e t e c K n a d av att kom- pressorhuset (10) innefattar en andra fluidinloppsöppning (34), varvid den cirkulära ändplattan (261) hos det ena (26) av spiralhjulen har ett par genomgående hål (266. 267), par av hål (266, vilket 267) är belägna på symmetriska ställen längs detta spiralhjuls svepelement (262), så att det motstâende svepelementet (272) samtidigt passerar över de båda hålen (266, 267). varjâmte den andra fluidinloppsöppningen (34) kom- municerar med paret av hål (266. 267). samt ett ventilorgan (37) för selektiv styrning av fluidströmmen genom antingen den första fluidinloppsöppningen (33) eller den andra fluidín- loppsöppníngen (34) in i kompressorn.

2. Kompressor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att det andra spiralhjulet (26) är fäst på innerväggen av kom- pressorhuset (10) för att uppdela det inre av kompressorhuset 457 902 11 i en första kammare (31). som utgör sugkammaren, samt en andra kammare (32) med hjälp av ändplattan (261) hos det andra spíralhjulet (26).

3. Kompressor enligt krav 2, k ä n n e t e c K n a d av att ändplattan (261) hos det andra spíralhjulet (26) är försedd med ett ytterligare genomgående hål (265), att mellanväggar (121. 122) är anordnade i den andra kammaren (32) för bildande av en utloppskammare (323) som är ansluten till fluídutlopps- öppningen (35). att en första sugledníngskammare (321) är ansluten till nämnda ytterligare hål (265). medan en andra sugledníngskammare (322) är ansluten till paret av nål (266, 267), varvid den första fluídínloppsöppníngen (33) är anordnad i kompressorhuset för anslutning till den första sugledníngs- kammaren (321), varjämte den andra fluídinloppsöppningen (34) är anordnad í kompressorhuset för anslutning till den andra sugledníngskammaren (322).

4. Kompressor enligt något av kraven l-3, k ä n n e t e c K- n a d av att ventílorganet (37) innefattar en trevägsventll. 5, Kompressor enligt något av kraven 1-4. k ä n n e t e c k~ n a d av att ventilorganet är inbyggt i kompressorn.