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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr.
62/969,805 , die am 4. Februar 2020 eingereicht wurde, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme in diesem Dokument aufgenommen wird.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft einen Kühlmittel-Spiralverdichter für Fahrzeugklimatisierungssysteme und in diesem Zusammenhang insbesondere eine innere feste Spirale des Spiralverdichters, die eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Säulen aufweist, die so ausgestaltet sind, dass sie vergrößerte Kühlmittel-Strömungsöffnungen zwischen benachbarten der Säulen bereitstellen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die Verwendung von Kühlmittel-Spiralverdichtern in Klimaanlagensystemen von Fahrzeugen ist in hohem Maße wünschenswert, da dieser Typ von Verdichter eine robuste strukturelle Gestaltung aufweist und auch kosteneffektiv hergestellt und verwendet werden kann. Spiralverdichter arbeiten ferner radial nach innen, was eine relativ kurze axiale Einbaulänge für den Verdichter ergibt. Ein elektrischer Kühlmittelverdichter kann so gestaltet werden, ohne im Vergleich zu einem mechanischen Kühlmittelverdichter zusätzlichen Einbauraum zu erfordern.
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Das Prinzip der Verdichtung eines Spiralverdichters besteht in der Tatsache, dass eine umlaufende Spirale derart auf eine schwingende Weise innerhalb einer festen Spirale bewegt wird, dass sich ein Raum zwischen den Flanken der entsprechenden Spiralstrukturen von jeder der Spiralen bildet, der von dem äußeren radialen Umfang hin zur Mitte kleiner wird und daher das Kühlmittelgas, das an der Peripherie gesammelt wurde, verdichtet. Der endgültige Verdichtungsdruck wird in einem mittleren axialen Bereich der Spiralstrukturen erhalten und das Kühlmittelgas wird mit hohem Druck axial in eine axial positionierte Ablasskammer abgelassen.
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In einigen Spiralverdichterausgestaltungen ist die feste Spirale von einem Abschnitt des Gehäuses des Spiralverdichters gebildet, wie beispielsweise durch einen Spiralvorsprung gebildet, der sich von einem axialen Endabschnitt des Gehäuses axial nach innen erstreckt. In anderen Spiralverdichtern ist die feste Spirale indes stattdessen als ein getrennter Körper bereitgestellt, der anschließend an der gewünschten Position in Bezug auf die entsprechende umlaufende Spirale in die umgebende Struktur des Gehäuses integriert wird.
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In solchen unabhängig bereitgestellten festen Spiralausgestaltungen umfasst die feste Spiralstruktur für gewöhnlich ferner eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand, die ihre Spiralstruktur umgibt, um bei der Positionierung der festen Spirale in Bezug auf den Rest des Spiralverdichters zu helfen. Die sich in Umfangsrichtung erstreckende Wand bildet auch einen Abschnitt der festen Spirale, der in der Lage ist, direkt an das Gehäuse des Spiralverdichters gekoppelt zu werden.
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Das Kühlmittel tritt für gewöhnlich in den Raum ein, der zwischen der Spiralstruktur und der umgebenden Umfangswand gebildet ist, während es von einem Abschnitt des Gehäuses, der die Umfangswand umgibt, in eine radiale Richtung nach innen strömt. Eine solche radial nach innen gerichtete Strömung erfordert die Bildung von Strömungsöffnungen in der Umfangswand von solchen unabhängig vorgesehenen inneren Spiralen, was typischerweise durch Bilden von kreisförmigen radialen Bohrungen in der Umfangswand an den gewünschten Positionen zum Einführen des Kühlmittels bewerkstelligt wird.
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Solche radiale Bohrungen weisen indes insofern zahlreiche Nachteile auf, als dass das Kühlmittel vom Strömen in einer axialen Richtung des Verdichters zu einer radialen Richtung des Verdichters seine Richtung allgemein sehr scharf ändern muss, was zu einem Abfall des Drucks des Kühlmittels führt. Die Weise, auf die die radialen Bohrungen gebildet sind, neigt auch dazu, die Bildung von scharfen 90-Grad-Kanten zu ergeben, an denen das Kühlmittel seine Richtung ändert, wodurch die Strömung des Kühlmittels weiter negativ beeinträchtigt wird. Zuletzt ist vorgesehen, dass solche radiale Bohrungen typischerweise einen relativ kleinen Strömungsquerschnitt umfassen, was dazu führt, dass die radialen Bohrungen eine Einschränkung für die Strömung des Kühlmittels darstellen, wenn es in die Verdichtungskammer eintritt, die teilweise von der festen inneren Spirale definiert wird. Solche Strömungseinschränkungen und Druckabfälle können wiederum die Leistung des Spiralverdichters negativ beeinträchtigen.
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Dementsprechend wäre es wünschenswert, eine unabhängig vorgesehene feste Spiralstruktur bereitzustellen, die die vorhergehend erwähnte Strömungseinschränkung oder den unerwünschten Druckabfall des Kühlmittels beim Eintritt in eine Verdichtungskammer, die teilweise von der festen Spiralstruktur definiert wird, verhindert.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Übereinstimmend mit der vorliegenden Offenbarung wurde überraschenderweise ein Spiralverdichter entdeckt, der eine innere feste Spiralstruktur mit vergrößerten Strömungsöffnungen aufweist, die zwischen benachbarten hervorstehenden Abschnitten der festen Spiralstruktur gebildet sind.
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine feste Spirale für einen Spiralverdichter eine Vielzahl von Säulenabschnitten, die sich axial von einer ersten Fläche der festen Spirale zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche davon erstrecken. Jeder der Vielzahl der Säulenabschnitte ist von einer Spiralstruktur radial nach außen beabstandet, die zumindest teilweise eine Verdichtungskammer des Spiralverdichters definiert. Die feste Spirale umfasst ferner eine ringförmige Anordnung von beabstandeten Strömungsöffnungen in die Verdichtungskammer des Spiralverdichters, wobei jede der Strömungsöffnungen zwischen benachbarten der Säulenabschnitte gebildet ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine feste Spirale für einen Spiralverdichter eine Umfangswand, die sich axial von einer ersten Fläche der festen Spirale zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche davon erstreckt. Die erste Fläche ist von einer Endwand der festen Spirale definiert. Die Umfangswand erstreckt sich von einer äußersten Peripherie der Endwand und umgibt eine Spiralstruktur, die sich axial von der Endwand erstreckt. Die Spiralstruktur definiert zumindest teilweise eine Verdichtungskammer des Spiralverdichters. Eine Vielzahl von unterbrochenen Abschnitten sind in der Umfangswand an ihrer zweiten Fläche gebildet, um eine Vielzahl von Säulenabschnitten in der Umfangswand zu bilden, wobei jeder der Säulenabschnitte zwischen benachbarten der unterbrochenen Abschnitte gebildet ist. Jeder der unterbrochenen Abschnitte bildet eine Strömungsöffnung in die Verdichtungskammer des Spiralverdichters.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Spiralverdichter für ein Klimaanlagensystem eines Fahrzeugs eine umlaufende Spirale, die eine erste Spiralstruktur aufweist, und eine feste Spirale, die eine Vielzahl von Säulenabschnitten umfasst, die sich axial von einer ersten Fläche der festen Spirale zu einer gegenüberliegenden zweiten Fläche davon erstrecken. Jeder der Vielzahl von Säulenabschnitten ist von einer zweiten Spiralstruktur radial nach außen beabstandet, die so ausgestaltet ist, dass sie mit der ersten Spiralstruktur der umlaufenden Spirale zusammenwirkt, um mindestens eine Verdichtungskammer des Spiralverdichters zu definieren. Die feste Spirale umfasst ferner eine ringförmige Anordnung von beabstandeten Strömungsöffnungen in die Verdichtungskammer des Spiralverdichters, wobei jede der Strömungsöffnungen zwischen benachbarten der Säulenabschnitte gebildet ist.
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Die Säulenabschnitte können irgendeine Form aufweisen, sind aber vorzugsweise in Umfangsrichtung beabstandete zylindrische Abschnitte um eine Peripherie der festen Spirale. Zum Minimieren der Dicke oder Breite der Säulenabschnitte an einer bestimmten Höhe von der zweiten Fläche der festen Spirale kann eine Verstärkungswand zwischen benachbarten der Säulenabschnitte ausgeführt sein. Die Höhe und Form von jeder der Verstärkungswände können individuell aufgrund des Herstellungsprozesses und der Steifigkeitsanforderungen der festen Spirale definiert werden.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen. Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer festen Spirale zur Verwendung in einem Spiralverdichter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von oben;
- 2 eine perspektivische Ansicht der festen Spirale von 1 von unten;
- 3 eine Draufsicht der festen Spirale von 1 von oben;
- 4 eine Seitenansicht der festen Spirale von 1;
- 5 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht durch einen Spiralverdichter, der die feste Spirale von 1 bis 4 betriebsfähig darin eingerichtet aufweist,
- 6 eine Querschnittsansicht durch die feste Spirale, eine umlaufende Spirale und einen Gehäuseabschnitt des Spiralverdichters, in dem die feste Spirale angeordnet ist, wobei die Perspektive von 6 hin zu einem anderen Gehäuseabschnitt des Spiralverdichters gerichtet ist, an den die feste Spirale gekoppelt ist, wenn sie sich in der Betriebsposition von 5 befindet;
- 7 eine bruchstückhafte Querschnittsansicht des Spiralverdichters von 5 durch einen Abschnitt der festen Spirale, die Strömungsöffnungen an entgegengesetzten Seiten der festen Spirale bilden; und
- 8 und 9 perspektivische Draufsichten auf eine feste Spirale gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung von oben, die Strömungsöffnungen aufweist, die im Vergleich zu den Strömungsöffnungen der festen Spirale von 1 bis 7 axial ausgeweitet sind.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
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Die folgende detaillierte Beschreibung und die anhängigen Zeichnungen beschreiben und veranschaulichen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Die Beschreibung und Zeichnungen dienen dazu, dem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, und sollen den Schutzumfang der Erfindung in keiner Weise einschränken.
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1 bis 4 veranschaulichen eine feste Spirale 1 zur Verwendung in einem Spiralverdichter 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die feste Spirale 1 umfasst eine axiale Endwand 24, die allgemein kreisförmig ist und eine äußere axiale Oberfläche umfasst, die eine erste Fläche 21 der festen Spirale 1 definiert, wobei die Ausgestaltung der ersten Fläche 21 im Wesentlichen eben ist. Eine gegenüberliegende innere axiale Oberfläche der Endwand 24 umfasst eine Spiralstruktur 36, die davon hervorsteht. Die feste Spirale 1 umfasst ferner eine Vielzahl von Säulenabschnitten 50, die sich von der Endwand 24 in einer axialen Richtung der festen Spirale 1 weg erstrecken, wobei alle der Säulenabschnitte 50 in Umfangsrichtung um die Peripherie der Endwand 24 voneinander beabstandet sind. Die Säulenabschnitte 50 bilden eine ringförmige Anordnung, die die Spiralstruktur 36 von der Endwand 24 hervorstehend umgibt. Jeder der Säulenabschnitte 50 umfasst eine distale Oberfläche 51, die in einer maximalen Entfernung von der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 beabstandet ist. Jede der distalen Oberflächen 51 der Säulenabschnitte 50 ist auf einer gemeinsamen Ebene mit den in Umfangsrichtung beabstandeten distalen Oberflächen 51 der Säulenabschnitte 50 gebildet, die zusammenwirken, um eine zweite Fläche 22 der festen Spirale 1 zu bilden. Jeder der Säulenabschnitte 50 erstreckt sich dementsprechend axial von der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 zu der gegenüberliegenden und parallel angeordneten zweiten Fläche 22 davon. Die distale Oberfläche 51 jedes der Säulenabschnitte 50 ist weiter von der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 beabstandet als eine distale axiale Oberfläche der Spiralstruktur 36, um zu bewirken, dass die distale axiale Oberfläche der Spiralstruktur 36 von der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 nach innen eingerückt ist.
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Die feste Spirale 1 umfasst ferner eine Vielzahl von Verstärkungswänden 52, die zwischen zwei benachbarten der Säulenabschnitte 50 vorgesehen sind und diese verbinden. Jede der Verstärkungswände 52 erstreckt sich axial von der Endwand 24 der festen Spirale 1 von der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 hin zu ihrer zweiter Fläche 22. Die Verstärkungswände 52 erstrecken sich nicht axial über die gesamte Distanz zu der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1, derart dass jeder der Säulenabschnitte 50 sich axial über jede der Verstärkungswände 52 in der axialen Richtung von der ersten Fläche 21 hin zu der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 hinaus erstreckt. Eine Höhe von jeder der Verstärkungswände 52, wie in der axialen Richtung der festen Spirale 1 gemessen, kann individuell definiert und dementsprechend basierend auf strukturellen Erwägungen und Anforderungen des Herstellungsprozesses der festen Spirale 1 variiert werden. Die Verstärkungswände 52 sind vorzugsweise vorgesehen, um eine minimierte Höhe in der axialen Richtung zu umfassen, die sich zum Vorsehen der gewünschten strukturellen Ganzheit der festen Spirale 1 eignet und dabei einen Strömungsbereich maximiert, der zwischen jedem der benachbarten Säulenabschnitte 50 gebildet ist, wie nachfolgend ausführlicher erklärt.
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Wie in 1 bis 4 gezeigt, können zumindest einige der Verstärkungswände 52 eine erhöhte radiale Dicke umfassen, um bei der Versteifung und Stärkung der festen Spirale 1 jedem der Säulenabschnitte 50 benachbart zu helfen. Die Aufnahme der Verstärkungswände 52 kann dementsprechend die Bildung der Säulenabschnitte 50 erleichtern, die in der radialen Richtung eine verminderte Dicke aufweisen und dabei eine Robustheit der festen Spirale 1 während ihres Betriebs beibehalten. Die Verstärkungswände 52 können vorgesehen sein, um den Säulenabschnitten 50 zu helfen, etwaigen Innerendrücken oder anderen Kräften standzuhalten, die die feste Spirale 1 in ihrer axialer Richtung während des Betriebs der festen Spirale 1 innerhalb des Spiralverdichters 10 erfährt. Zum Beispiel können die Kräfte, die auf die feste Spirale 1 zum Abdichten der benachbarten Abschnitte des Spiralverdichters 10 daran angewandt werden, oder die Kräfte, die das Innere der Spiralstruktur 36 während der Verdichtung des Kühlmittels erfährt, auf die Säulenabschnitte 50 in der axialen Richtung der festen Spirale 1 angewandt werden. Hier können die Säulenabschnitte 50 über die Einführung der Verstärkungswände 52 verstärkt werden, um eine Krümmung oder andere Formen von Verformung der Säulenabschnitte 50 zu verhindern, wenn sie besonders hohen axialen Belastungen ausgesetzt werden.
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Ein radial äußerster Abschnitt der Spiralstruktur 36 kann mit einer oder mehreren der Verstärkungswände 52 und/oder den Säulenabschnitten 50 um die Peripherie der festen Spirale 1 zusammengeschlossen werden, wobei der Rest der Spiralstruktur 36 sich radial nach innen hin zu einem mittleren Abschnitt davon krümmt, der in einer mittleren Region der Endwand 24 angeordnet ist. Eine Auslassöffnung 38 ist durch die Endwand 24 dem mittlersten Abschnitt der Spiralstruktur 36 benachbart gebildet und erstreckt sich dort hindurch zu der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1.
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Die Ausgestaltung der Säulenabschnitte 50 in Bezug auf die Verstärkungswände 52 ergibt, dass die feste Spirale 1 eine Vielzahl von Strömungsöffnungen 45 umfasst, die um ihren Umfang herum angeordnet sind, wobei jede der Strömungsöffnungen 45 zwischen zwei benachbarten der Säulenabschnitte 50 angeordnet ist. Genauer gesagt, jede der Strömungsöffnungen 45 ist von den äußeren Abschnitten von zwei der Säulenabschnitte 50 und einem axialen Endabschnitt von einer der Verstärkungswände 52 definiert, die die äußeren Abschnitte der zwei der Säulenabschnitte 50 verbinden. Dementsprechend erstreckt sich jede der Strömungsöffnungen 45 axial von der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 in eine Richtung hin zu ihrer ersten Fläche 21, wobei sie aufgrund der Aufnahme der dazwischenliegenden Verstärkungswände 52 nicht bis zur ersten Fläche 21 reichen. Jede der Strömungsöffnungen 45 ermöglicht es dem Kühlmittel, radial nach innen hin zu der Spiralstruktur 36 zu strömen, wenn das Kühlmittel in das Innere der festen Spirale 1 eintritt, wie unter Bezugnahme auf 5 bis 7 ausführlicher erklärt.
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Die Strömungsöffnungen 45 können wie gewünscht irgendeine gewünschte Querschnittsform aufweisen, die eine im Wesentlichen halbkreisförmige Form, eine im Wesentlichen dreieckige Form oder eine Form umfasst, die der Hälfte eines abgerundeten Rechtecks ähnelt. Der Fachmann wird verstehen, dass irgendeine geeignete Form, die den Durchgang des Kühlmittels ermöglicht, genutzt werden kann, ohne notwendigerweise vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es kann indes gewünscht werden, dass die Querschnittsform von jeder der Strömungsöffnungen 45 mit zunehmendem Abstand von der zweiten Fläche 22 und zunehmender Nähe zu der ersten Fläche 21 eine konstante oder allmählich abnehmende Breite umfasst, um eine Erleichterung der Herstellung der festen Spirale 1 zu erleichtern. Zum Beispiel kann die feste Spirale 1 unter Verwendung eines geeigneten Schmiedeprozesses gebildet werden, wobei die strukturelle Form der festen Spirale 1 über ein/e entsprechende/s Formwerkzeug oder Gussform festgelegt wird. Die feste Spirale 1 kann alternativ wie gewünscht durch einen geeigneten Guss- oder Formprozess gebildet werden, ohne notwendigerweise vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Höhe, Dicke und allgemeine Ausgestaltung jedes der Säulenabschnitte 50 und jeder der verbindenden Verstärkungswände 52 kann ausgewählt werden, um die strukturellen Eigenschaften der festen Spirale 1 basierend auf dem Typ des Herstellungsprozesses und des bei der Bildung der festen Spirale 1 verwendeten Materials zu berücksichtigen. Die feste Spirale 1 kann aus irgendeinem im Wesentlichen starren Material, wie beispielsweise einem geeigneten Metallmaterial, gebildet werden. Die feste Spirale 1, wie hier offenbart, kann wie gewünscht vorzugsweise aus einer geeigneten Aluminiumlegierung oder in einigen Fällen einer geeigneten Stahllegierung gebildet werden.
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Wie in 1 bis 4 durchweg gezeigt, umfasst die feste Spirale 1 eine allgemein bogenförmige Kontur um die Peripherie von jeder der darin gebildeten Strömungsöffnungen 45. Insbesondere biegt die äußere Umfangsoberfläche der festen Spirale 1, wie von den Säulenabschnitten 50 und den Verstärkungswänden 52 definiert, mit einer konvexen bogenförmigen Kontur radial nach innen um die Peripherie von jeder der Strömungsöffnungen 45 ab, um die Bildung von scharfen Kanten oder scharfen Wendungen in der Geometrie der festen Spirale 1 zu verhindern. Diese scharfen Wendungen werden vermieden, da sie zu einem Druckabfall oder einer Strömungseinschränkung des Kühlmittels führen können, wenn es durch eine der Strömungsöffnungen 45 in die feste Spirale 1 eintritt, während es in der radial nach innen gerichteten Richtung der festen Spirale 1 strömt.
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Die Ausgestaltung der festen Spirale 1, wie bisher beschrieben, kann alternativ auch als eine Umfangswand umfassend beschrieben werden, die von einer äußersten Peripherie der Endwand 24 an einer Position axial hervorspringt, die die Spiralstruktur 36 davon umgibt, wobei die Umfangswand durch das Zusammenwirken der zusammengeschlossenen Säulenabschnitte 50 und Verstärkungswände 52 gebildet ist, da sie sich abwechselnd um die Peripherie der Endwand 24 erstrecken. Die Strömungsöffnungen 45 sind daher als unterbrochene Abschnitte der Umfangswand vorgesehen, die an der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 gebildet ist, wobei jeder der unterbrochenen Abschnitte einer sich axial erstreckenden Vertiefung ähnelt, die sich von der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 in eine Richtung hin zu der ersten Fläche 21 davon erstreckt. Jede der Vertiefungen, die die unterbrochenen Abschnitte bilden, ist dementsprechend axial mit einer der vorhergehend erwähnten Verstärkungswände 52 ausgerichtet, während jeder der vorhergehend erwähnten Säulenabschnitte 50 von den Abschnitten der Umfangswand gebildet ist, die zwischen benachbarten der unterbrochenen Abschnitte angeordnet sind.
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Die feste Spirale 1 ist vorzugsweise mit mindestens drei der Säulenabschnitte 50 gebildet, um eine stabile Ausgestaltung der festen Spirale 1 sicherzustellen, wenn sie in ein entsprechendes Gehäuse des Spiralverdichters 10 eingesetzt wird. In der bereitgestellten Ausführungsform umfasst die feste Spirale 1 sechs der Säulenabschnitte 50, wenn sie von sechs der Strömungsöffnungen 45 getrennt ist. Das Verhältnis des Umfangs der festen Spirale 1, der von den Säulenabschnitten 50 eingenommen wird, im Vergleich zu den Strömungsöffnungen 45 an der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 kann irgendein geeignetes Verhältnis sein, aber in 1 bis 4 ist ein Verhältnis von etwa 1 zu 1 offenbart. Genauer gesagt, die in 1 bis 4 veranschaulichte Ausführungsform umfasst die Säulenabschnitte 50, die etwa 53,5 % des Gesamtumfangs der festen Spirale 1 an ihrer zweiten Fläche 22 einnehmen, während die anderen 46,5 % des Gesamtumfangs der Strömungsöffnungen 45 an der zweiten Fläche 22 eingenommen werden. Das Umfangsverhältnis der Säulenabschnitte 50 zu den Strömungsöffnungen 45 an der zweiten Fläche 22 kann indes so hoch wie 4 zu 1 (80 % des Gesamtumfangs der festen Spirale 1) sein und dabei immer noch die Vorteile der Erfindung, wie hier offenbart, bereitstellen, was das Fehlen von Strömungseinschränkung und Druckabfall des Kühlmittels beim Eintritt in die feste Spirale 1 in der radial nach innen gerichteten Richtung betrifft. Das beschriebene Verhältnis kann alternativ so beschrieben werden, dass die unterbrochenen Abschnitte der kombinierten Umfangswand, die durch das Zusammenwirken der Säulenabschnitte 50 und der Verstärkungswände 52 gebildet werden, 180 Grad oder weniger des Gesamtumfangs der kombinierten Umfangswand, die an der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 vorhanden ist, einnehmen.
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Wie in 4 gezeigt, kann mindestens eine der Strömungsöffnungen 45 sich über mindestens ein Drittel der gesamten axialen Distanz zwischen der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 erstrecken. Insbesondere kann bzw. können die mindestens eine der Strömungsöffnungen 45, die die größte axiale Ausdehnung aufweist bzw. aufweisen, sich wie gewünscht um etwa 45 % der gesamten Distanz zwischen den gegenüberliegenden Flächen 21, 22 erstrecken. Die verschiedenen Strömungsöffnungen 45 können in Abhängigkeit von der gewünschten Strömung des Kühlmittels in das Innere der festen Spirale 1 und den strukturellen Anforderungen der festen Spirale 1 zum Standhalten gegen die axialen Kräfte, die auf die feste Spirale 1 während ihres Betriebs angewandt werden, variierende axiale Ausdehnungen umfassen.
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Die feste Spirale 1 umfasst ferner mindestens zwei Koppleröffnungen 60, die sich von der zweiten Fläche 22 hin zu der ersten Fläche 21 axial in die feste Spirale 1 erstrecken. Jedes von dem Paar der Koppleröffnungen 60 kann innerhalb der distalen Oberfläche 51 von einem der Säulenabschnitte 50 gebildet sein, wobei diese Säulenabschnitte 50, die eine der Koppleröffnungen 60 aufweisen, eine größere Gesamtdicke in der radialen Richtung der festen Spirale 1 umfassen können, um die verminderte Dicke der entsprechenden Säulenabschnitte 50 um einen Umkreis von jeder der Koppleröffnungen 60 auszugleichen. In der offenbarten Ausführungsform sind die Koppleröffnungen 60 durch ein Zwischenstück, das an einem der Säulenabschnitte 50 angeordnet ist, voneinander getrennt, aber es kann irgendeine Verteilung der Koppleröffnungen 60 von den Säulenabschnitten 50 genutzt werden, ohne notwendigerweise vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen, solange die Koppleröffnungen 60 auf geeignete Weise platziert sind, um eine unerwünschte Drehung oder translatorische Bewegung der festen Spirale 1, wenn sie eingerichtet ist, in Bezug auf den Rest des Spiralverdichters 10 zu verhindern.
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In der offenbarten Ausführungsform erstrecken sich die Koppleröffnungen 60 durch lediglich einen Abschnitt jedes der Säulenabschnitte 50 in Bezug auf die axiale Richtung der festen Spirale 1 derart, dass die Koppleröffnungen 60 nicht in die gesamte feste Spirale 1 bis zu ihrer ersten Fläche 21 eindringen. Die Koppleröffnungen 60 können wie gewünscht irgendeine gewünschte Tiefe und Form aufweisen, um einen entsprechenden Koppler aufzunehmen. Die gezeigten Koppleröffnungen 60 weisen auch einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf, um zu bewirken, dass jede der Koppleröffnungen 60 eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweist. Die Koppleröffnungen 60 können indes irgendeine Querschnittsform aufweisen, die sich für den Eingriff eines entsprechenden Kopplers, wie gewünscht, eignet, wie unter Bezugnahme auf 5 ausführlicher erklärt.
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Die erste Fläche 21 der festen Spirale 1 umfasst ferner ein Paar von Positionierungsöffnungen 62, die darin gebildet sind und sich in einer axialen Richtung der festen Spirale 1 hin zu ihrer zweiten Fläche 22 erstrecken. Die Positionierungsöffnungen 62 sind als direkt den offenbarten Koppleröffnungen 60 gegenüberliegend gebildet gezeigt, aber die gegenüberliegenden Öffnungen 60, 62 treffen einander nicht innerhalb des Körpers 20 der festen Spirale 1, um eine ununterbrochene Öffnung durch die feste Spirale 1 mit Bezug auf ihre axiale Richtung zu bilden (veranschaulicht in 5). Die Positionierungsöffnungen 62 sind stattdessen so vorgesehen, dass sie die feste Spirale 1 während eines daran durchgeführten Herstellungsverfahrens richtig positionieren, und sind dementsprechend wahlfrei und nicht für den Betrieb der festen Spirale 1 auf die hier offenbarte Weise erforderlich.
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Die bildlich dargestellte erste Fläche 21 der festen Spirale 1 umfasst auch eine Dichtungsnut 63, die zumindest teilweise in der axialen Richtung hin zu ihrer zweiten Fläche 22 in die erste Fläche 21 eindringt, aber nicht in einem Ausmaß, in dem sie in die Endwand 24 eindringt. Die Dichtungsnut 63 ist so ausgestaltet, dass sie eine Dichtung 64 (in 5 und 7 veranschaulicht) aufnimmt, die so ausgestaltet ist, dass sie zwischen der ersten Fläche 21 und einer angrenzenden Oberfläche des Spiralverdichters 10 zusammengedrückt wird. Die Dichtungsnut 63 erstreckt sich primär um eine Peripherie der ersten Fläche 21 und umfasst ferner einen geschlossenen Schleifenabschnitt, der eine Druckregulierungsöffnung 65 umgibt. Die Druckregulierungsöffnung 65 erstreckt sich axial durch die gesamte feste Spirale 1 von der ersten Fläche 21 zur zweiten Fläche 22 davon. Die Druckregulierungsöffnung 65 ist so ausgestaltet, dass sie einen Teil des Kühlmittels zwischen der ersten Fläche 21 und der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 austauscht, um den Druck an gewünschten Stellen innerhalb des Spiralverdichters 10 zu regulieren, wie dies im Fach herkömmlich ist. Der geschlossene Schleifenabschnitt der Dichtungsnut 63 und die entsprechende Dichtung 64 sind dementsprechend angeordnet, um die Druckregulierungsöffnung 65 zu umgeben, um einen unerwünschten Austausch des Kühlmittels zwischen der Ablassöffnung 38 und der Druckregulierungsöffnung 65 an Positionen zu verhindern, die der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 benachbart sind. Die Druckregulierungsöffnung 65 ist als eine zylindrische Öffnung vorgesehen, die auf eine ähnliche Weise wie jede der Koppleröffnungen 60 durch einen vergrößerten Abschnitt von einem der Säulenabschnitte 50 der festen Spirale 1 angeordnet ist, wodurch der vergrößerte Abschnitt des entsprechenden Säulenabschnitts 50 erneut vorgesehen ist, um den Säulenabschnitt 50 gegen Verformung als Reaktion auf axiale Kräfte, die auf die feste Spirale 1 wirken, zu stabilisieren und zu stärken.
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Bezug nehmend nun auf die 5 bis 7 ist ein beispielhafter Einbau der festen Spirale 1 in Bezug auf den Spiralverdichter 10 offenbart, wobei nur diejenigen Abschnitte des Spiralverdichters 10 veranschaulicht werden, die zur Offenbarung der nützlichen Merkmale der festen Spirale 1 gemäß der vorliegenden Erfindung erforderlich sind. Die relevanten Abschnitte des Spiralverdichters 10, der der festen Spirale 1 benachbart angeordnet ist, umfassen allgemein ein Gehäuse 2 des Spiralverdichters 10 und eine umlaufende Spirale 70, die so ausgestaltet ist, dass sie mit der festen Spirale 1 ineinandergreift, um das Kühlmittel dazwischen zu verdichten.
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Die umlaufende Spirale 70 erstreckt sich axial von einer ersten Fläche 71 zu einer gegenüberliegenden und davon beabstandeten zweiten Fläche 72. Die Ausgestaltung der ersten Fläche 71 und der zweiten Fläche 72 ist im Wesentlichen eben und sie sind parallel zueinander angeordnet. Die erste Fläche 71 der umlaufenden Spirale 70 bildet eine Endwand 74 der umlaufenden Spirale 70, die so ausgestaltet ist, dass sie eine Strömung des Kühlmittels in ihrer axialen Richtung abgrenzt, wenn es zwischen der umlaufenden Spirale 70 und der festen Spirale 1 strömt. Eine Spiralstruktur 76 steht axial von der Endwand 74 hervor, wobei eine distal angeordnete Oberfläche der Spiralstruktur 76 die zweite Fläche 72 der umlaufenden Spirale 70 bildet.
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Wie unter Bezugnahme auf 6 am besten gezeigt, die eine Querschnittsansicht durch jede der Spiralstrukturen 36, 76 der entsprechenden Spiralen 1, 70 veranschaulicht, ist die Spiralstruktur 76 der umlaufenden Spirale 70 innerhalb der Räume, die innerhalb der Spiralstruktur 36 der festen Spirale 1 gebildet sind, zwischengesetzt, um eine verschachtelte Ausgestaltung zu bilden. Wie im Fach herkömmlich, ist die umlaufende Spirale 70 so ausgestaltet, dass sie derart in Bezug auf die feste Spirale 1 umläuft, dass zwei gegenüberliegende Hohlräume kontinuierlich zwischen den zwischengesetzten Spiralstrukturen 36, 76 gebildet werden, wobei das Volumen der Hohlräume mit zunehmender Nähe der Hohlräume radial nach innen hin zu den mittleren Regionen von jeder der Spiralen 1, 70 allmählich abnimmt. Dieses abnehmende Strömungsvolumen bewirkt, dass das Kühlmittelgas kontinuierlich verdichtet wird, bis das verdichtete Kühlmittelgas schließlich durch die Ablassöffnung 38, die sich in der Mitte der Spiralstrukturen 36, 76 befindet, axial abgelassen wird. Die umlaufende Spirale kann an eine Drehwelle gekoppelt sein, die in der Lage ist, die umlaufende Bewegung der umlaufenden Spirale wie gewünscht zu bewirken. Die zwischen der umlaufenden Spirale 70 und der festen Spirale 1 gebildeten Hohlräume werden hier nachfolgend als Verdichtungskammern 35 des Spiralverdichters 10 bezeichnet, wobei jede der Verdichtungskammern 35 zumindest teilweise von der Spiralstruktur 76 der umlaufenden Spirale 70 sowie der Spiralstruktur 36 der festen Spirale 1 definiert ist. Die vorhergehend erwähnte radiale Strömung des Kühlmittels in das Innere der festen Spirale 1 entspricht dementsprechend der Strömung des Kühlmittels hin zu einem Eingang in eine der vorhergehend erwähnten Verdichtungskammern 35, während es durch eine der Strömungsöffnungen 45 strömt.
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Das Gehäuse 2 umfasst allgemein einen ersten Gehäuseabschnitt 3 und einen zweiten Gehäuseabschnitt 4. In einigen Ausführungsformen kann der erste Gehäuseabschnitt 3 ein mittleres Gehäuse des Spiralverdichters 10 darstellen, während der zweite Gehäuseabschnitt 4 wie gewünscht ein hinteres Gehäuse des Spiralverdichters 10 darstellen kann. Der erste Gehäuseabschnitt 3 umfasst ein im Wesentlichen ebenes erstes Ende 5, das so ausgestaltet ist, dass es in die zweite Fläche 22 der festen Spirale 1, wie von den distalen Oberflächen 51 der Säulenabschnitte 50 gebildet, eingreift und dabei auch der ersten Fläche 71 der umlaufenden Spirale 70 unmittelbar benachbart angeordnet ist. Das erste Ende 5 des ersten Gehäuseabschnitts 3 definiert dementsprechend einen Abschnitt der Peripherie von jeder der Strömungsöffnungen 45 der von der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 definierten Ebene. Das erste Ende 5 des ersten Gehäuseabschnitts 3 ist ferner so ausgestaltet, dass es in ein erstes Ende 6 des zweiten Gehäuseabschnitts 4 um eine Peripherie des Spiralverdichters 1 entlang im Wesentlichen der gleichen Ebene eingreift, die von der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 und der ersten Fläche 71 der umlaufenden Spirale 70 eingenommen wird.
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Wie in jeder von 5 bis 7 gezeigt, umfasst der erste Gehäuseabschnitt 3 eine Vielzahl von sich axial erstreckenden Kühlmittel-Verbindungsdurchgängen 7, die darin gebildet sind und an dem ersten Ende 5 des ersten Gehäuseabschnitts 3 enden. Jeder der Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 ist vorgesehen, um es dem Kühlmittel zu ermöglichen, axial durch den Spiralverdichter 10 hin zu der Position der festen Spirale 1 und der umlaufenden Spirale 70 zu strömen, somit befindet sich ein stromaufwärtiges Ende (nicht gezeigt) von jedem der Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 in Fluidverbindung mit der Kühlmittel-Einlassöffnung (nicht gezeigt) in den Spiralverdichter 10. Die Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 enden an dem ersten Ende 5 des ersten Gehäuseabschnitts 3 an Positionen, die von der äußeren Umfangsoberfläche der Säulenabschnitte 50 unmittelbar radial nach außen angeordnet sind, auf eine Weise, die es dem durch die Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 beförderten Kühlmittel ermöglicht, axial zu strömen, bevor es reibungslos in die Strömungsöffnungen 45 abbiegt. Wie in 6 am besten gezeigt, können die Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 in Umfangsrichtung um die äußere Umfangsoberfläche der festen Spirale 1, wie von den Säulenabschnitten 50 und den Verstärkungswänden 52 gebildet, auf eine Weise verteilt sein, die es dem Kühlmittel ermöglicht, durch eine der in Umfangsrichtung beabstandeten Strömungsöffnungen 45 zu strömen, ohne über eine unerwünschte Distanz in der Umfangsrichtung der festen Spirale 1 zu einer der in Umfangsrichtung beabstandeten Strömungsöffnungen 45 strömen zu müssen, was anderenfalls, zu einer zusätzlichen Richtungsänderung führen und einen Druckverlust des Kühlmittels beim Strömen hin zu den Strömungsöffnungen 45 ergeben könnte.
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Die Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 können als leere Räume vorgesehen sein, die in dem ersten Gehäuseabschnitt 3 gebildet sind, wie über 5 bis 7 hinweg veranschaulicht, oder die Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 können als Räume gebildet sein, die zwischen einem radial inneren Segment des ersten Gehäuseabschnitts 3 und einem radial äußeren Segment davon vorgesehen sind, wie gewünscht. Der Fachmann sollte verstehen, dass irgendeine Ausgestaltung der Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 genutzt werden kann, solange das Kühlmittel in der Lage ist, zu der äußeren umlaufenden Oberfläche der festen Spirale 1 geliefert zu werden, während es im Wesentlichen axial auf eine Weise durch den Spiralverdichter 10 strömt, die eine/n unerwünschte/n Strömungseinschränkung oder Druckverlust in dem Kühlmittel verhindert.
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Der erste Gehäuseabschnitt 3 umfasst ferner mindestens zwei Öffnungen 8, die darin an Positionen gebildet sind, die den mindestens zwei der Koppleröffnungen 60, die in die zweite Fläche 22 der festen Spirale 1 eindringen, entsprechen und axial damit ausgerichtet sind. Jede der Öffnungen 8 kann irgendeine geeignete Querschnittsform aufweisen, die derjenigen der Koppleröffnungen 60 entspricht, um es einem Koppler 68 zu ermöglichen, sich zumindest teilweise durch jede ausgerichtete Menge der Öffnungen 8 und der Koppleröffnungen 60 zu erstrecken. In der bereitgestellten Ausführungsform ist jedem der Koppler 68 ein zylindrischer Stift mit einer kreisförmigen Querschnittsform, die zumindest teilweise in eine der Öffnungen 8 und zumindest teilweise in eine der Koppleröffnungen 60 in Bezug auf die axiale Richtung der festen Spirale 1 eingesetzt ist, wie unter Bezugnahme auf 5 gezeigt. Die Verwendung von mindestens zwei der Koppler 68 durch mindestens zwei ausgerichtete Mengen der Öffnungen 8 und der Koppleröffnungen 60 verhindert dementsprechend eine unerwünschte translatorische Bewegung der festen Spirale 1 in Bezug auf den ersten Gehäuseabschnitt 3 in Bezug auf irgendeine der radialen Richtungen der festen Spirale 1 und verhindert auch eine unerwünschte Drehung der festen Spirale 1 in Bezug auf den ersten Gehäuseabschnitt 3. Wie vorhergehend erwähnt, sollte es ersichtlich sein, dass die Öffnungen 8 und die Koppleröffnungen 60 irgendeine gewünschte Querschnittsform umfassen können und dabei immer noch in der Lage sein können, die translatorische Bewegung und die Drehung der festen Spirale 1 in Bezug auf den Rest des Spiralverdichters 10 zu verhindern.
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Der zweite Gehäuseabschnitt 4 umfasst allgemein einen inneren Abschnitt 12 und einen äußeren Abschnitt 13. Der innere Abschnitt 12 umfasst eine Eingriffsoberfläche 14, die parallel zu der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 angeordnet und im Kontakt damit platziert ist. Der äußere Abschnitt 13 erstreckt sich axial von einer Peripherie des inneren Abschnitts 12 und ist von der äußeren Oberfläche der Umfangswand 30 um einen Umfang davon radial nach außen positioniert. Der äußere Abschnitt 13 ist radial von der äußeren Umfangsoberfläche der festen Spirale 1 an einer Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Positionen beabstandet, um eine Vielzahl von Kühlmittel-Strömungskammern 15 um die Peripherie der festen Spirale 1 zu bilden. Jede der Kühlmittel-Strömungskammern 15 ist in direkter Fluidverbindung mit mindestens einem der Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 sowie mindestens einer der Strömungsöffnungen 45 in die feste Spirale 1 platziert.
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Der zweite Gehäuseabschnitt 4 kann über eine Vielzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten Befestigungselementen 18 mit Gewinde, die sich axial durch den äußeren Abschnitt 13 des zweiten Gehäuseabschnitts 4 und die Peripherie des ersten Gehäuseabschnitts 3 erstrecken, an den ersten Gehäuseabschnitt 3 gekoppelt sein. Die Befestigungselemente 18 mit Gewinde können angezogen werden, um die feste Spirale 1 in der axialen Richtung zwischen das ersten Ende 6 des ersten Gehäuseabschnitts 3 und die Eingriffsoberfläche 14 zu pressen, die von dem inneren Abschnitt 12 des zweiten Gehäuseabschnitts 4 gebildet ist. Das axiale Pressen der festen Spirale 1 zwischen den ersten Gehäuseabschnitt 3 und den zweiten Gehäuseabschnitt 4 fixiert eine axiale Position der festen Spirale 1 innerhalb des Spiralverdichters 10 und drückt dabei die Dichtung 64, die zwischen der ersten Fläche 21 der festen Spirale 1 und der Eingriffsoberfläche 14 des zweiten Gehäuseabschnitts 4 vorhanden ist, zusammen. Dementsprechend wird eine unerwünschte Bewegung der festen Spirale 1 in Bezug auf das Gehäuse 2 des Spiralverdichters 10 eingeschränkt und diese wird dabei so positioniert, dass es dem Kühlmittel ermöglicht wird, hin zu den Strömungsöffnungen 45 zu strömen, die in der Umfangswand 30 der festen Spirale 1 gebildet sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass die feste Spirale 1 die gleiche Anzahl der Säulenabschnitte 50 umfasst, wie sich axial erstreckende Befestigungselemente 18 mit Gewinde vorhanden sind, die verwendet werden, um die axiale Position der festen Spirale 1 zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 3 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 4 aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel umfasst die in 5 bis 7 veranschaulichte Ausführungsform sechs der Säulenabschnitte 50 und sechs der Befestigungselemente 18 mit Gewinde. Die Anzahl der Säulenabschnitte 50 kann indes wie gewünscht so ausgewählt werden, dass sie größer oder kleiner als die Anzahl der Befestigungselemente 18 mit Gewinde ist. Zusätzlich kann jeder der Säulenabschnitte 50 vorzugsweise wie gewünscht in Umfangsrichtung um die Peripherie der festen Spirale 1 positioniert sein, um im Wesentlichen der Umfangsposition jedes der Befestigungselemente 18 mit Gewinde zu entsprechen. Die Säulenabschnitte 50 können indes alternativ wie gewünscht frei in Bezug auf die Position jedes der Befestigungselemente 18 mit Gewinde positioniert sein, ohne notwendigerweise vom Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es ist auch wünschenswert, dass jeder der Säulenabschnitte 50 sich axial in eine Richtung parallel zu der Erstreckungsrichtung jedes der Befestigungselemente 18 mit Gewinde erstreckt, um die Kraftübertragung auf die feste Spirale 1 zu verbessern, wodurch wiederum die Verformung der festen Spirale 1 minimiert wird, wenn sie axial zwischen den ersten Gehäuseabschnitt 3 und den zweiten Gehäuseabschnitt 4 gepresst wird.
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Der Spiralverdichter 10 arbeitet wie folgt. Das Kühlmittel tritt in den Spiralverdichter 10 ein und strömt schließlich axial durch die Kühlmittel-Verbindungsdurchgänge 7 hin zu den Strömungskammern 15, die von der festen Spirale 1 radial nach außen angeordnet sind. Wie in 7 am besten gezeigt, ermöglichen die relativ großen Strömungsöffnungen 45 es dem Kühlmittel, reibungslos und kontinuierlich zu strömen und dabei beim Eintritt in jede der Strömungsöffnungen 45 von der axialen Richtung zur radialen Richtung abzubiegen. Die glatten konvexen Oberflächen, die um eine Peripherie jeder der Strömungsöffnungen 45 gebildet sind, verhindern ferner, dass das Kühlmittel schnell um irgendwelche unerwünscht scharfen Kanten abbiegen muss. Das Kühlmittel ist in der Lage, über irgendeine von der Vielzahl von Strömungsöffnungen 45 auf eine Weise in das Innere der festen Spirale 1 einzutreten, die es dem Kühlmittel ermöglicht, hin zu einem der zwei gegenüberliegenden Eingänge in eine der Verdichtungskammern 35 zu strömen, die zumindest teilweise von jeder der zusammenwirkenden Spiralstrukturen 36, 76 definiert werden, ohne erneut um einen unerwünschten Grad innerhalb des Inneren der festen Spirale 1 abbiegen zu müssen. Das Kühlmittel wird dann über den Umlauf der umlaufenden Spirale 70 auf die herkömmliche Weise verdichtet, bis das Kühlmittel von der Ablassöffnung 38 abgelassen wird, die in der Mitte jeder der zusammenwirkenden Spiralstrukturen 36, 76 gebildet ist.
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Die Verwendung der festen Spirale 1, die die sich axial erstreckenden Strömungsöffnungen 45 aufweist, sieht gegenüber den festen Spiralen des Standes der Technik zahlreiche Vorteile vor. Die Beseitigung der Bildung von scharfen, sich radial erstreckenden Bohrungen durch eine Umfangswand einer festen Spirale verhindert einen unerwünschten scharfen Richtungswechsel des Kühlmittels während des Eintritts in die Verdichtungskammern der entsprechenden festen Spirale. Die Verwendung von Strömungsöffnungen 45, die an einer axialen Endfläche 22 der festen Spirale 1 beginnen, vergrößert auch in hohem Maße den gesamten Strömungsbereich in das Innere der festen Spirale 1, um eine unerwünschte Strömungseinschränkung in dem Kühlmittel zu verhindern und dabei auch eine vergrößerte axiale Distanz bereitzustellen, damit das Kühlmittel allmählicher von der axialen Richtung zur radialen Richtung der festen Spirale 1 abbiegt. Diese Vorteile führen aufgrund der Tatsache, dass das Kühlmittel sowohl eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit als auch einen erhöhten Druck aufweist, wenn es in die Verdichtungskammern 35 eintritt, die zwischen den Spiralen 1, 70 gebildet sind, zu einer verbesserten Leistung des Spiralverdichters 10.
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Es sollte für den Fachmann offensichtlich sein, dass verschiedene Merkmale der festen Spirale 1 sowie des Rests des entsprechenden Spiralverdichters 10 leicht von der über 1 bis 7 hinweg offenbarten Ausführungsform abgewandelt werden können, ohne die vorteilhaften Merkmale zu ändern, die von der Verwendung der Säulenabschnitte 50 zum Bilden der Strömungsöffnungen 45, wie hier offenbart, bereitgestellt werden. Zum Beispiel sind die gezeigten und beschriebenen Koppler 68 unabhängig vorgesehene Stifte, die sich zumindest teilweise in jeder der Öffnungen 8, 60 befinden, aber die Koppler 68 können alternativ als einteilig gebildete Vorsprünge vorgesehen sein, die sich axial von entweder der zweiten Fläche 22 der festen Spirale 1 oder dem ersten Ende 5 des ersten Gehäuseabschnitts 3 erstrecken, ohne das Verfahren des Einbaus der festen Spirale 1 in den Spiralverdichter 10 zu ändern. Die feste Spirale 1 kann auch mit den sich axial durch eine gesamte feste Spirale 1 von der ersten Fläche 21 zu der gegenüberliegenden zweiten Fläche 22 davon erstreckenden Koppleröffnungen 60 gebildet sein, derart dass es einem Befestigungselement mit Gewinde, wie beispielsweise einer Schraube, ermöglicht wird, sich durch die feste Spirale 1 zu erstrecken und in einer entsprechenden der Öffnungen 8 aufgenommen zu werden, die in dem ersten Abschnitt 3 des Gehäuses 2 gebildet sind. Die Öffnungen 8 können dementsprechend Gewinde aufweisen, um das Aufnehmen des Befestigungselements mit Gewinde in einer entsprechenden Tiefe zum axialen Pressen der festen Spirale 1 zum ersten Ende 5 des ersten Gehäuseabschnitts 3 zu ermöglichen, um die feste Spirale 1 in der axialen Richtung sowie in irgendeiner radialen Richtung davon einzuschränken, unter der Annahme, dass mindestens zwei der Befestigungselemente mit Gewinde genutzt werden.
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Die sich axial erstreckenden Koppler 68 können auch durch sich radial erstreckende Koppler ersetzt werden, die in den äußeren Abschnitt 13 des zweiten Gehäuseabschnitts 4 sowie einen Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche der festen Spirale 1 eindringen, wie von den Säulenabschnitten 50 und den Verstärkungswänden 52 gebildet. Zuletzt kann die feste Spirale 1 zwischen dem ersten Gehäuseabschnitt 3 und dem zweiten Gehäuseabschnitt 4 ohne die Verwendung der Koppler eingerichtet und an ihrer Position gehalten werden, wie beispielsweise durch Bilden zusammenwirkender Nuten und Vorsprünge zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der festen Spirale 1 und der inneren Oberfläche des äußeren Abschnitts 13 des zweiten Gehäuseabschnitts 4. Zum Beispiel können eine Vielzahl von ineinandergreifenden Keilen an den vorhergehend erwähnten Oberflächen auf eine Weise gebildet sein, die die feste Spirale 1 in dem Spiralverdichter 10 positioniert und dabei eine unerwünschte translatorische Bewegung oder Drehung davon in Bezug auf den zweiten Gehäuseabschnitt 4 verhindert. Ein Fachmann wird verstehen, dass auch alternative Verfahren und Strukturen zum Festlegen der Position der festen Spirale 1 innerhalb des Spiralverdichters 10 genutzt werden können, und dabei die vorhergehend beschriebenen Vorteile der vergrößerten und glatt gebildeten Strömungsöffnungen 45 in das Innere der festen Spirale 1 verstehen.
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Bezug nehmend nun auf die 8 und 9 wird eine feste Spirale 101 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart. Die feste Spirale 101 ist im Wesentlichen identisch mit der festen Spirale 1, die unter Bezugnahme auf 1 bis 7 gezeigt und beschrieben wurde, mit der Ausnahme, dass die feste Spirale 101 im Vergleich zu den Strömungsöffnungen 45 der festen Spirale 1 im Wesentlichen vergrößerte Strömungsöffnungen 145 in die feste Spirale 101 umfasst. Die vergrößerten Strömungsöffnungen 145 können so gebildet sein, dass sie sich über die Hälfte einer axialen Distanz zwischen den gegenüberliegenden Flächen der festen Spirale 101 erstrecken, um die axiale Distanz, über die das Kühlmittel in der Lage ist, radial nach innen abzubiegen, weiter zu vergrößern und dabei auch den Strömungsbereich in das Innere der festen Spirale 101 zu vergrößern. Insbesondere erstrecken sich beim Nichtvorhandensein von einer der Verstärkungswände, die benachbarte der Säulenabschnitte 150 in der Umfangsrichtung der festen Spirale 101 verbinden, zumindest einige der Strömungsöffnungen 145 axial zu einer Endwand 124 der festen Spirale 101. Anders ausgedrückt, eine Umfangswand der festen Spirale 101, die axial von einer äußersten Peripherie der Endwand 124 zwischen einer ersten Fläche und einer gegenüberliegenden zweiten Fläche der festen Spirale 101 hervorsteht, kann unterbrochene Abschnitte umfassen, die axial von der zweiten Fläche über die gesamte Distanz bis zum Abschnitt der Umfangswand hervorstehen, der mit der Endwand 124 zusammenfällt, wodurch das Vorhandensein von einer der Verstärkungswände zwischen benachbarten der Säulenabschnitte 150 in Bezug auf diese axial verlängerten unterbrochenen Abschnitte beseitigt wird.
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Die feste Spirale 101 kann in Umständen genutzt werden, in denen die Maximierung der Strömungsrate durch den entsprechenden Spiralverdichter gewünscht wird, während die axialen Belastungen, die auf die feste Spirale 101 aufgebracht werden, nicht groß genug sind, um eine Krümmung oder andere Verformung der verlängerten Säulenabschnitte 150 der festen Spirale 101 zu bewirken. Die feste Spirale 101 kann unter Nutzung von irgendeinem bzw. irgendeiner der hier offenbarten Verfahren und Strukturen in dem entsprechenden Spiralverdichter eingerichtet sein. Die feste Spirale 101 wirkt auch auf eine Weise, die mit der festen Spirale 1 identisch ist, mit der Ausnahme der im Vergleich zu der festen Spirale 1 verminderten Strömungseinschränkung durch die feste Spirale 101.
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Aus der vorstehenden Beschreibung kann ein Durchschnittsfachmann einfach die wesentlichen Merkmale dieser Erfindung ermitteln und er kann, ohne von dem Erfindungsgedanken und ihrem Geltungsbereich abzuweichen, diverse Änderungen und Abwandlungen an der Erfindung vornehmen, um sie an diverse Nutzungsformen und Bedingungen anzupassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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