DE10213252A1

DE10213252A1 - Elektrisch angetriebene Kompressoren und Verfahren zum Umlaufenlassen von Schmieröl durch diese Kompressoren

Info

Publication number: DE10213252A1
Application number: DE10213252A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Gennami; Kazuhiro Kuroki; Ken Suitou; Naohiro Nakajima; Shinji Tsubai; Kazuya Kimura
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2001-03-26
Filing date: 2002-03-25
Publication date: 2003-01-23
Anticipated expiration: 2022-03-26
Also published as: US6672101B2; DE10213252B4; US20020134101A1

Abstract

Ein Öllagerbereich (45a) ist auf der Unterseite einer Motorkammer (45) eines Spiralkompressors (1) definiert. Eine Ölübertragungsleitung (4a) ist in dem Bereich eines mittleren Gehäuses (4) definiert, welcher dem Lagerbereich (45a) entspricht. Schmieröl L wird von dem ausgelassenen verdichteten Kühlmittel mittels eines Ölabscheiders (80) abgeschieden, und das Schmieröl L wird aufgrund eines Druckunterschieds innerhalb des Kompressors (1) zur Rückseite einer beweglichen Spirale (20) geführt. Nach dem Schmieren eines Lagers (10) wird das Schmieröl L temporär in dem Lagerbereich (45a) aufbewahrt und wird dann aufgrund eines Druckunterschieds zur Saugseite eines Kompressionsmechanismus (21) übertragen, und zwar über die Ölübertragungsleitung (4a). Das Schmieröl L wird dann zu dem Ölabscheider (80) übertragen, zusammen mit dem verdichteten Kühlmittel, welches von einer Kompressionskammer (32) des Kompressionsmechanismus (21) abgelassen wird. Das Schmieröl L in dem ausgelassenen, verdichteten Kühlmittel kann so effektiv von dem verdichteten Kühlmittel abgeschieden werden und kreisförmig zur Rückseite der beweglichen Spirale (20) hin und davon weggeführt werden, um bewegliche Teile innerhalb des Kompressors (1) zu schmieren, und zwar unter Verwendung der Druckunterschiede innerhalb des Kompressors (1).

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Kompressoren, die mittels eines elektrischen Motors als Antriebsquelle angetrieben werden, und Verfahren zum Schmieren der Kompressoren.

Beschreibung des Standes der Technik

Die japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 5-313156 offenbart allgemein einen Spiralkompressor, welcher als Rotationskompressor für eine Klimaanlage, einen Kühlschrank o. ä. verwendet wird. Dieser Spiralkompressor ist so aufgebaut, dass eine bewegliche Spirale sich relativ zu einer festen Spirale dreht oder relativ dazu umläuft, um ein Kühlmittel innerhalb einer Kompressionskammer, welche zwischen der festen Spirale und der beweglichen Spirale definiert ist, auf einen hohen Druck zu verdichten. Das verdichtete Kühlmittel wird dann aus einer Auslassöffnung ausgelassen, welche in der festen Spirale definiert ist.

Bei einem solchen Spiralkompressor ist ein Lagermechanismus zum drehbaren Lagern der Antriebswelle herkömmlich auf der Rückseite der beweglichen Spirale montiert. Der Lagermechanismus kann beispielsweise durch Zuführen von Schmieröl zu diesem Lagermechanismus geschmiert werden. Die japanische, offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 5-313156 schlägt jedoch keine spezielle Technik zur Zuführung von Schmieröl zu dem Lagermechanismus vor.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Lehre, verbesserte, elektrisch angetriebene Spiralkompressoren zu schaffen, welche den Kompressor effizient unter Verwendung von Schmieröl schmieren können, inklusive darin angeordneter Antriebswellenlager, und Schmierverfahren zu diesem Zweck.

In einem Aspekt der vorliegenden Lehre werden elektrisch angetriebene Kompressoren gelehrt, welche einen Druckunterschied innerhalb eines Kühlkanals verwenden, welcher Druckunterschied zwischen der Auslassseite und dem Antriebswellenlager während des Betriebs auftritt, um Schmieröl zu dem Lager hinzuführen.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehre können elektrische Kompressoren einen Kompressionsmechanismus zum Verdichten des Kühlmittels beinhalten. Eine Antriebswelle ist mit dem Kompressionsmechanismus verbunden, und die Antriebswelle wird mittels eines elektrischen Motors drehend angetrieben. Daher wird, wenn der elektrische Motor aktiviert ist, das eingeführte Kühlmittel durch den Kompressionsmechanismus auf einen hohen Druck verdichtet, und das verdichtete Kühlmittel wird dann ausgelassen. Der Kompressionsmechanismus kann beispielsweise einen Spiralkompressor aufweisen, welcher das Kühlmittel durch Drehen einer beweglichen Spirale relativ zu einer festen Spirale verdichtet, einen Pendelkompressor, welcher das Kühlmittel durch Hin- und Herbewegen eines Kolbens innerhalb einer Zylinderöffnung verdichtet, oder andere Kompressorausgestaltungen.

Eine Motorkammer beinhaltet (umschließt) den elektrischen Motor und ist vorzugsweise fast vollständig abgedichtet. Diese Motorkammer kann über einen Verbindungsweg mit einem Kühlmittelflusskanal verbunden sein, welcher Kühlmittelflusskanal von der Kühlmittelsaugöffnung des Kompressors zur Kühlmittelauslassöffnung des Kompressors führt. Demzufolge erreicht ein Teil des Kühlmittels, welches sich durch den Kühlmittelflusskanal hindurch bewegt, einen sogenannten "stagnierenden Zustand" innerhalb der Motorkammer. Wenn außerdem ein Druckunterschied existiert zwischen dem Kühlmittelflusskanal und der Motorkammer, wird sich das Kühlmittel so bewegen, um den Druckunterschied auszugleichen. In diesem Fall tritt eine Hitzeübertragung auf zwischen dem Kühlmittel innerhalb des Kühlmittelflusskanals und dem Kühlmittel innerhalb der Motorkammer, wodurch der elektrische Motor innerhalb der Motorkammer gekühlt wird. Während dieses Vorgangs ist der Anteil des Kühlmittels, welcher dazu dient, den elektrischen Motor zu kühlen, nur ein kleiner Teil der Gesamtmenge des Kühlmittels, welches sich durch den Kühlmittelflusskanal hindurch bewegt. Diese Technik hat daher einen geringen Einfluss auf die Verdichtungsarbeit, welche durch den Kompressor geleitet wird.

Die Kompressoren können außerdem eine Schmierölzuführleitung und eine Schmierölübertragungsleitung beinhalten. Durch Ausnutzen des Druckunterschieds innerhalb des Kompressors kann das Schmieröl, beispielsweise Schmieröl, welches durch einen Ölabscheider von dem verdichteten Kühlmittel abgeschieden worden ist, über die Schmierölzuführleitung von dem Auslassbereich her dem Bereich in der Nähe des Antriebswellenlagers (im Folgenden auch bezeichnet als "Lagermechanismusbereich") zugeführt werden. Weil der Druck des Schmieröls innerhalb des ausgelassenen Kühlmittels höher ist als der Druck in dem Bereich in der Nähe des Antriebswellenlagers, kann das Schmieröl in dem ausgelassenen Kühlmittel durch Vorsehen einer Leitung, welche den Auslassbereich mit dem Lagermechanismusbereich verbindet, durch Ausnutzen des Druckunterschieds leicht zu dem Lagermechanismus geführt werden. Das dem Lagermechanismus (Antriebswellenlager) zugeführte Schmieröl schmiert dann den Lagermechanismus. Wenn das Schmieröl dem Lagermechanismus zugeführt wird, kann sich ein Teil des ausgelassenen Kühlmittels zusammen mit dem Schmieröl zu dem Lagermechanismus bewegen, um so den Druck in dem Lagermechanismusbereich anzuheben.

Die Schmierölübertragungsleitung ist eine Leitung oder ein Weg zum Übertragen des Schmieröls, welches dem Lagermechanismusbereich zugeführt worden ist, zu dem saugseitigen Bereich, und zwar unter Verwendung des Druckunterschieds. Die Schmierölübertragungsleitung ist vorzugsweise in dem Bereich des Gehäuses ausgeformt, welcher einen Öllagerbereich auf der Seite der Motorkammer von dem saugseitigen Bereich abtrennt. Das ausgelassene Kühlmittel, welches zusammen mit dem Schmieröl über die Schmierölzuführleitung in den Lagermechanismusbereich eintritt, setzt den Lagermechanismusbereich unter Druck. Demzufolge tritt ein Druckunterschied auf zwischen dem Lagermechanismusbereich und dem saugseitigen Bereich des Kompressors. Durch Verbinden des Lagermechanismusbereichs mit dem Bereich des saugseitigen Bereichs, welcher einen niedrigen Druck hat als der Lagermechanismus, über die Schmierölübertragungsleitung, wird das in dem Lagermechanismusbereich vorgesehene Schmieröl leicht zu dem saugseitigen Bereich des Kompressors übertragen, und zwar auf der Basis des Druckunterschieds.

Der hier beschriebene "saugseitige Bereich" beinhaltet den Saugbereich unmittelbar vor der Stelle, wo das eingeführte Kühlmittel in den Kompressionsmechanismus eingeführt wird, sowie beispielsweise eine Kompressionskammer, etc., die zum Verdichten des eingeführten Kühlmittels in einem Spiralkompressor verwendet wird. Das heißt, der Lagermechanismusbereich kann mittels der Schmierölübertragungsleitung mit der Niederdruckseite der Kompressionskammer verbunden werden (einem Bereich, welcher einen niedrigeren Druck hat als der Lagermechanismusbereich). Das so über die Schmierölübertragungsleitung zu dem saugseitigen Bereich übertragene Schmieröl wird durch die Kompressionswirkung des Kompressionsmechanismus zu dem saugseitigen Bereich zurückgeführt. In anderen Worten wird dieses Schmieröl zusammen mit dem ausgelassenen Kühlmittel aus dem Kompressionsmechanismus ausgelassen. Das Schmieröl in diesem auslassseitigen Bereich wird über die Schmierölzuführleitung wieder dem Lagermechanismus zugeführt. Das Schmieröl in dem auslassseitigen Bereich wird über die Schmierölzuführleitung und Schmierölübertragungsleitung weitergeführt, welche beide eine relativ einfache Ausgestaltung haben können. Daher sind solche Kompressoren effizient, weil Schmieröl in dem Kühlmittel effektiv umlaufen gelassen werden kann, um bewegliche Teile innerhalb des Kompressors zu schmieren. Das Schmieröl kann außerdem leicht umlaufen gelassen werden unter Verwendung von Druckunterschieden des Kühlmittels innerhalb des Kompressors.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Lehre kann der Kompressor einen Öllagerbereich zum Lagern des Schmieröls, welches über die Schmierölzuführleitung zu dem Lagermechanismusbereich übertragen worden ist, beinhalten. In anderen Worten kann dieser Öllagerbereich ein Bereich oder Raum zum Lagern des Schmieröls sein, welches zum Schmieren des Lagermechanismus verwendet worden ist, oder des überschüssigen Schmieröls, welches zu dem Lagermechanismus zugeführt worden ist. Dieser Öllagerbereich kann vorzugsweise beispielsweise auf der Unterseite der Motorkammer vorgesehen sein. In diesem Fall kann das Schmieröl, welches aufgrund der Schwerkraft von dem Lagermechanismus in Richtung des Unterteils der Motorkammer gefallen ist, in dem Öllagerbereich aufbewahrt werden, welcher eine relativ einfache Ausgestaltung haben kann. Außerdem kann das Schmieröl, welches in dem Öllagerbereich aufbewahrt worden ist, verlässlich über die Schmierölübertragungsleitung zu dem saugseitigen Bereich übertragen werden. Daher kann das Schmieröl unter Verwendung einer relativ einfachen Ausgestaltung verlässlich umlaufen gelassen werden.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Lehre werden Verfahren zum Umlaufenlassen von Schmieröl durch einen elektrisch angetriebenen Kompressor gelehrt. Solche Verfahren können das Umlaufenlassen von Schmieröl durch Zuführen des Schmieröls von dem auslassseitigen Bereich des Kompressors zu dem Lagermechanismus beinhalten, dann das Übertragen des Schmieröls zu dem saugseitigen Bereich des Kompressors und schließlich das Zurückführen des Schmieröls wieder zu dem auslassseitigen Bereich. Diese Vorgänge können alle unter Verwendung der Druckunterschiede in dem Kühlmittel entlang des Kühlmittelflusswegs durchgeführt werden. Daher kann das Schmieröl unter Verwendung von Unterschieden in dem Kühlmitteldruck leicht umlaufen gelassen werden.

Solche Verfahren können vorzugsweise weiter das Aufbewahren des Schmieröls beinhalten, bevor es von dem Lagermechanismusbereich zu dem saugseitigen Bereich übertragen wird. Dann kann das aufbewahrte Schmieröl von dem Lagermechanismusbereich zu dem saugseitigen Bereich übertragen werden. Daher kann das Schmieröl unter Verwendung solcher Verfahren verlässlich umlaufen gelassen werden.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einfach verstanden nach dem Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung zusammen mit den begleitenden Zeichnungen und den Ansprüchen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein vertikales Querschnittsdiagramm eines beispielhaften Spiralkompressors.
Fig. 2 ist ein perspektivisches Diagramm entlang der Linie II-II in Fig. 1.
Fig. 3 und 4 sind Teildiagramme im Querschnitt, welche die relative Lage zwischen der ersten und der zweiten Ölleitung bei unterschiedlichen Drehpositionen einer beweglichen Spirale darstellen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In einer Ausführungsform der vorliegenden Lehre können elektrisch angetriebene Kompressoren einen Kompressionsmechanismus beinhalten, welcher so angeordnet und aufgebaut ist, dass er ein Kühlmittel (oder Kühlmedium) einziehen kann, verdichten und stark unter Druck setzen kann und dann das verdichtete Kühlmittel auslassen kann. Der Kompressionsmechanismus beinhaltet vorzugsweise eine Antriebswelle und einen elektrischen Motor, welcher die Antriebswelle drehend antreibt. Der elektrische Motor kann innerhalb einer im Wesentlichen abgedichteten Motorkammer untergebracht sein. Ein Lager kann die Antriebswelle drehbar lagern. Ein Kühlmittelflusskanal führt vorzugsweise von einer Saugseite des Kompressionsmechanismus zu einer Auslassseite des Kompressionsmechanismus. Ein Verbindungsweg (Verbindungsdurchgang) verbindet vorzugsweise den Kühlmittelflusskanal mit der Motorkammer. Eine Schmierölzuführleitung kann zwischen einem auslassseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals und dem Bereich nahe des Lagers definiert sein. Vorzugsweise verursacht ein Unterschied zwischen dem Druck im auslassseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals und in dem Bereich in der Nähe des Lagers, dass das Schmieröl über die Schmierölzuführleitung zu dem Lager geführt wird. Eine Schmierölübertragungsleitung kann zwischen dem Bereich in der Nähe des Lagers und einem saugseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals definiert sein. Vorzugsweise verursacht ein Unterschied zwischen dem Druck in dem Bereich in der Nähe des Lagers und in dem saugseitigen Bereich des Kompressors, dass das Schmieröl, welches zuvor dem Lager zugeführt worden war, zu dem saugseitigen Bereich übertragen wird. Optional kann ein Lagerbereich vorgesehen sein, um Schmieröl aufzubewahren, welches das Lager geschmiert hat, bevor dieses Schmieröl über die Schmierölübertragungsleitung zu dem saugseitigen Bereich des Kompressors übertragen wird.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre werden Verfahren zum Umlaufenlassen von Schmieröl durch elektrisch angetriebene Kompressoren gelehrt. Solche Verfahren können das Zuführen von Schmieröl zu einem Lager auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen dem Druck in einem auslassseitigen Bereich eines Kühlmittelflusskanals und dem Druck in dem Bereich in der Nähe des Lagers beinhalten. Außerdem kann das Schmieröl, welches das Lager geschmiert hat, auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen dem Druck in dem Bereich in der Nähe des Lagers und dem Druck in dem saugseitigen Bereich zu dem saugseitigen Bereich des Kompressors übertragen werden. Außerdem kann das Schmieröl nach dem Übertragen des Schmieröls zu dem saugseitigen Bereich des Kompressors aufgrund des Kühlmittelverdichtungsvorgangs, welcher durch den Kompressionsmechanismus durchgeführt wird, zu dem auslassseitigen Bereich des Kompressors zurückgeführt werden. Optional kann das Schmieröl nach dem Schmieren des Lagers zeitweise in einem Öllagerbereich aufbewahrt werden, welcher in der Nähe des Lagers definiert ist.
Alle zusätzlichen Merkmale und Lehren, die weiter oben und weiter unten offenbart sind, können separat oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Lehren verwendet werden, um verbesserte Kompressoren und Verfahren zur Ausgestaltung und Verwendung solcher Kompressoren zu schaffen. Ein repräsentatives Beispiel der vorliegenden Erfindung, welches viele dieser zusätzlichen Merkmale und Lehren sowohl separat als auch in Verbindung miteinander verwendet, wird nun genau mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Diese ausführliche Beschreibung soll einen Fachmann lediglich weitere Details zur Ausführung von bevorzugten Aspekten der vorliegenden Lehren lehren und soll den Bereich der Erfindung nicht begrenzen. Daher mögen Kombinationen von Merkmalen und Schritten, die in der folgenden genauen Beschreibung offenbart sind, nicht notwendig sein, um die Erfindung im weitesten Sinne auszuführen, und sie sind lediglich beschrieben, um repräsentative Beispiele der Erfindung genau zu beschreiben. Außerdem können verschiedene Merkmale des repräsentativen Beispiels und der abhängigen Ansprüche auf Arten und Weisen kombiniert werden, welche nicht speziell aufgezählt sind, um zusätzliche nützliche Ausführungsformen der vorliegenden Lehren zu erhalten.
Die repräsentative Ausführungsform der vorliegenden Lehren wird angewandt auf einen Spiralkompressor, welcher den Druck des eingeführten Kühlmittels erhöht, indem er es innerhalb einer Kompressionskammer verdichtet, welche zwischen einer festen Spirale und einer beweglichen Spirale definiert ist. Das Kühlmittel wird dann als verdichtetes Kühlmittel ausgelassen.
Ein vertikaler Querschnitt eines elektrisch angetriebenen Spiralkompressors 1 ist in Fig. 1 dargestellt. Allgemein gesagt beinhaltet der Kompressor 1 ein festes Spiralelement 2, ein mittleres Gehäuse 4, ein vorderes Gehäuse 5 und ein Motorgehäuse 6. Diese Strukturen definieren allgemein den Kompressorhauptkörper. In Fig. 1 ist die linke Endfläche des mittleren Gehäuses 4 mit der rechten Endfläche des festen Spiralelements 2 verbunden. Das Motorgehäuse 6 ist mit der rechten Endfläche des mittleren Gehäuses 4 gekoppelt. Das vordere Gehäuse 5 ist mit der linken Endfläche des festen Spiralelements 2 verbunden. Eine Antriebswelle 8 ist drehbar durch das mittlere Gehäuse 4 und das Motorgehäuse 6 über Radiallager 10 und 12 gelagert. Eine exzentrische (oder versetzte) Welle 14, welche bezüglich einer Antriebswelle exzentrisch oder versetzt ist, ist integral am Ende der Antriebswelle 8 auf der Seite des mittleren Gehäuses 4 ausgeformt (der linken Seite in Fig. 1).
Eine Hülse 16 ist auf die exzentrische Welle 14 aufgepasst, so dass sie sich zusammen mit der exzentrischen Welle 14 dreht. Ein Ausgleichsgewicht 18 ist am rechten Ende des Umfangs der Hülse 16 angeordnet, wie in Fig. 1 dargestellt, so dass es sich zusammen mit der Hülse 16 dreht. Eine bewegliche Spirale 20 ist am linken Außenumfang der Hülse 16 mittels eines Nadellagers 22 gelagert, so dass sie zu der festen Spirale 2 hin weist und sich relativ zu der festen Spirale 2 dreht oder relativ dazu umläuft. Das feste Spiralelement 2 und die bewegliche Spirale 20 definieren grundlegend einen Kompressionsmechanismus 21 zum Verdichten eines Kühlmittels. Die bewegliche Spirale 20 hat ein plattenartiges Substrat 24. Eine zylindrische Erhebung 24a ist so angeordnet, dass sie von der rechten Fläche dieses Substrats 24 hervorsteht, wie in Fig. 1 dargestellt. Das Nadellager 22 und das Radiallager 10 definieren allgemein einen Lagermechanismus 23 der beweglichen Spirale 20.
Das feste Spiralelement 2 beinhaltet ein plattenförmiges Substrat 26. Eine spiralförmige, beispielsweise involutenförmige Wand (Deckung) 28 der festen Spirale ist so angeordnet, dass sie von der rechten Fläche dieses Substrats 26 hervorsteht, wie in Fig. 1 dargestellt. Auf gleiche Art und Weise ist eine spiralförmige (beispielsweise involutenförmige) Wand (Deckung) 30 der beweglichen Spirale so angeordnet, dass sie von der linken Fläche des Substrats 24 der beweglichen Spirale 20 hervorsteht, wie in Fig. 1 dargestellt. Diese Spiralen 22 sind vorzugsweise so angeordnet, dass die Spiralwände 28, 30 miteinander in Eingriff sind.
So definieren das Substrat 26 und die Wand 28 der festen Spirale zusammen mit dem Substrat 24 und der Wand 30 der beweglichen Spirale 20 eine halbmondförmige Kompressionskammer (einen abgedichteten Raum) 32. Genauer gesagt kontaktiert die Wand 28 der festen Spirale gleitbar die Wand 30 der beweglichen Spirale an mehreren Gleitkontaktbereichen (oder Punkten). Die bewegliche Spirale 20 dreht sich oder läuft um, wenn die exzentrische Welle 14 sich dreht. Aufgrund dieser Dreh- oder Umlaufbewegung hebt das Ausgleichsgewicht 18 die Zentrifugalkraft auf, welche die Drehung der beweglichen Spirale 20 begleitet. Die exzentrische Welle 14 dreht sich integral mit der Antriebswelle 8, der Hülse 16 und dem Nadellager 22, welche zwischen der exzentrischen Welle 14 und der Erhebung 24a der beweglichen Spiralen 20 angeordnet sind. Die exzentrische Welle 14 ist so ausgestaltet, dass sie die Drehkraft der Antriebswelle 8 als Umlaufbewegung auf die bewegliche Spirale 20 überträgt.
Mehrere (beispielsweise vier) konkave Bereiche 34 sind auf der gleichen Umfangslinie in gleichmäßigen winkligen Abständen auf der linken Endfläche des mittleren Gehäuses 4 definiert, wie in Fig. 1 dargestellt. Ein fester Stift 36 ist an dem mittleren Gehäuse 4 angebracht, und ein beweglicher Stift 38 ist an dem Substrat 24 der beweglichen Spiralen 20 befestigt. Der feste Stift 36 und der bewegliche Stift 38 sind in einen konkaven Bereich 34 eingeführt und befestigt. Wenn sich die exzentrische Welle 14 dreht, wird eine Selbstdrehung der beweglichen Spirale 20 durch den konkaven Bereich 34, den festen Stift 36 und den beweglichen Stift 38 verhindert. In anderen Worten können die konkaven Bereiche 34, der feste Stift 36 und der bewegliche Stift 38 einen Mechanismus zur Verhinderung der Selbstdrehung für die bewegliche Spirale 20 definieren.
Das Substrat 26 der festen Spiralen 2 kann ein Reed- Auslassventil 52 beinhalten, welches eine Auslassöffnung 50 öffnet und schließt. Dieses Auslassventil 52 hat ein Reed- Ventilelement 54, welches eine Gestalt hat, welche der Auslassöffnung 50 entspricht, und einen Ventilhalter 56 zum Halten oder Zurückhalten dieses Reed-Ventilelements 54. Das Reed-Ventilelement 54 und der Ventilhalter 56 sind mittels eines Sicherungsbolzens 58 an dem Substrat 26 der festen Spirale 2 befestigt. Das Auslassventil 52 ist in einer Auslasskammer 25 angeordnet, welche teilweise durch das Substrat 26 der festen Spiralen 2 definiert ist. Vorzugsweise öffnet und schließt das Reed-Ventilelement 54 gemäß dem Druckunterschied zwischen der Kompressionskammer 32, welche mit der Auslassöffnung 50 in Verbindung steht, und der Auslasskammer 25. Das heißt, wenn der Druck in der Kompressionskammer 32 höher ist als der Druck in der Auslasskammer 25, öffnet das Reed-Ventilelement 54. Natürlich schließt, wenn der Druck in der Kompressionskammer 32 niedriger ist als der Druck in der Auslasskammer 25, das Reed-Ventilelement 54. Der Ventilhalter 56 ist so ausgestaltet, dass er die maximale Öffnung des Reed- Ventilelements 54 regelt.
Ein elektrischer Motor 49 ist in dem Motorgehäuse 6 angeordnet. Ein Inverter 60 zum Steuern des Betriebs des elektrischen Motors 49 ist am Außenumfang des Gehäuses des Kompressorhauptkörpers angebaut, welcher im Wesentlichen aus dem mittleren Gehäuse 4 und dem Motorgehäuse 6 besteht. Der Inverter 60 kann beispielsweise ein Schaltelement 62 beinhalten, welches eine relativ starke Hitze entwickelt, und einen Kondensator 64, welcher relativ wenig Hitze erzeugt. Der Inverter 60 kann auch ein Invertergehäuse 70 zum Unterbringen dieser Bauelemente beinhalten, um die Komponenten voneinander zu trennen, die viel und wenig Hitze erzeugen. Das Invertergehäuse 70 beinhaltet vorzugsweise einen Zylinder 70a, und das Schaltelement 62 kann am Außenumfang dieses Zylinders 70a angeordnet sein. Das Invertergehäuse 70 kann auch ein Substrat 65 zum Montieren des Kondensators 64 beinhalten. Der Zylinder 70a des Invertergehäuses 70 steht vorzugsweise mit einer Saugöffnung 44 in Verbindung. Ein Ende der Saugöffnung 44 steht vorzugsweise mit der festen Spirale 2 in Verbindung, während das andere Ende der Saugöffnung 44 vorzugsweise mit einer Kühlmittelrückführleitung (nicht dargestellt) eines externen Kreises in Verbindung steht.
Das Schaltelement 62 des Invertergehäuses 70 kann elektrisch mit dem elektrischen Motor 49 gekoppelt werden mittels dreier Leitungsstifte 66 (von denen nur einer in der Zeichnung dargestellt ist) und Leiterdrähte 67 und 68. Die Leiterstifte 66 treten vorzugsweise in das Motorgehäuse 6 und das Invertergehäuse 70 hinein. Elektrischer Strom, der notwendig ist zum Antreiben des elektrischen Motors 49, wird über diese Leiterstift 66 und Leiterdrähte 67 und 68 zugeführt.
Die Stelle zum Verbinden des Leiterdrahts 68 mit der Statorwicklung 46a des elektrischen Motors 49, welcher weiter unten genauer beschrieben wird, ist vorzugsweise auf der Seite des elektrischen Motors 49 vorgesehen, welche zu dem Kompressormechanismus 9 hin weist. Der Inverter 60 ist an dem Kompressorgehäuse befestigt (beispielsweise am mittleren Gehäuse 4 und/oder Motorgehäuse 6). Die Stelle zum Verbinden des elektrischen Motors 49 mit dem Inverter 60 ist vorzugsweise am Außenumfang des Gehäuses entlang seiner diametralen Richtung vorgesehen. In anderen Worten schafft diese Ausgestaltung ein kompaktes Design mit einer viel kürzeren axialen Länge als bei einer Ausgestaltung, bei der der Inverter (oder eine ähnliche Vorrichtung) am Außenumfang entlang der axialen Richtung vorgesehen ist. Außerdem ist die Stelle zum Verbinden des elektrischen Motors 49 mit dem Inverter 60 so vorgesehen, dass diese Komponenten nahe aneinander angeordnet sind. Als Ergebnis kann, weil der elektrische Motor 49 mit dem Inverter 60 über den kürzestmöglichen Abstand verbunden werden kann, ein kurzes Verbindungselement verwendet werden. Demzufolge können Materialkosten und Gewicht reduziert werden, und die Leistungsfähigkeit wird verbessert durch Minimieren von Spannungsabfällen entlang des Verbindungselements.
Ein Stator 46 ist an der inneren Fläche des Motorgehäuses 6 befestigt, und ein Rotor 48 ist an der Antriebswelle 8 angebracht. Die Antriebswelle 8 des Stators 46 und der Rotor 48 definieren allgemein den elektrischen Motor 49. Der Stator 46 hat eine Statorwicklung 46a, und durch Anlegen von elektrischem Strom an diese Statorwicklung 46a drehen sich der Rotor 48 und die Antriebswelle 8 zusammen. Der elektrische Motor 49 ist vorzugsweise in einer im Wesentlichen abgedichteten Motorkammer 45 angeordnet, welche innerhalb des Motorgehäuses 6 und mittleren Gehäuses 4 definiert ist.
Wenn sich die exzentrische Welle 14 der Antriebswelle 8 dreht, dreht sich die bewegliche Spirale 20 (sie läuft um), und das von der Saugöffnung 44 (welche innerhalb der festen Spirale 2 definiert ist) eingeführte Kühlmittel fließt in den Raum zwischen dem Substrat 26 der festen Spirale 2 und dem Substrat 24 der beweglichen Spiralen 20 von der Kante von beiden Spiralen 22 her. Wenn sich die bewegliche Spirale 20 dreht, gleitet der bewegliche Stift 38 entlang der Umfangsfläche (Außenfläche) des festen Stiftes 36. Wenn sich dann die exzentrische Welle 14 weiter dreht, läuft die bewegliche Spirale 20, welche an der exzentrischen Welle 14 über das Nadellager 22 so angebaut ist, dass sie sich relativ zu der exzentrischen Welle 14 drehen kann, um die Mittelachse der Antriebswelle 8 herum, ohne sich selbst zu drehen. Wenn sich die bewegliche Spirale 20 dreht, fließt das Kühlmittel, welches durch die Saugöffnung 54 eingeführt worden ist, in die Kompressionskammer 32 und wird zur Mitte der festen Spirale 2 hingeführt, während sein Druck ansteigt. Dann fließt das unter Druck gesetzte (verdichtete) Kühlmittel in die Auslassöffnung 50, welche in der Mitte des Substrats 26 der festen Spirale 2 definiert ist. Das heißt, die Auslassöffnung 50 steht mit der Kompressionskammer 32 in Verbindung, wo der Druck den höchsten Wert erreicht.
Das mittlere Gehäuse 4, welches den Kompressionsmechanismus 21 von der Motorkammer 45 trennt, beinhaltet vorzugsweise einen Verbindungsdurchgang 47. Dieser Verbindungsdurchgang 47 kann dazu dienen, den Saugbereich innerhalb des Kühlmittelflusskanals, welcher innerhalb des Kompressionsmechanismus 21 definiert ist und von der Saugöffnung 44 zur Auslassöffnung 86 führt, mit der Motorkammer 45 zu verbinden. In anderen Worten steht die Öffnung, durch welche das Kühlmittel eintritt, mit dem Raum 47a in Verbindung, welcher zwischen der Außenfläche des Substrats 24 der beweglichen Spiralen 20 und der inneren Wandfläche des die Spirale aufnehmenden Raums zur Unterbringung des Substrats 24 ausgeformt ist. Der Raum 47a steht über eine Verbindungsöffnung 47b, welche in dem mittleren Gehäuse 4 definiert ist, mit der Motorkammer 45 in Verbindung. Der Raum 47a und die Verbindungsöffnung 47b definieren so allgemein den Verbindungsdurchgang 47.
Während der Kompressor 1 arbeitet, steht der Verbindungsdurchgang 47 stets mit dem Kühlmittelflusskanal in Verbindung, unabhängig von der Position des Substrats 24 der beweglichen Spirale 20, welche sich innerhalb des die Spirale aufnehmenden Raums dreht. So wird Hitze über den Verbindungsdurchgang 47 zwischen dem Kühlmittel, welches in den Kühlmittelflusskanal eingeführt wird, und dem Kühlmittel in der Motorkammer 45 übertragen. Das heißt, die Hitze bewegt sich von der Motorkammer 45, welche eine höhere Temperatur hat, zu dem Kühlmittelflusskanal hin, und dieser Hitzetransfer kühlt den elektrischen Motor 49. Wenn außerdem ein Druckunterschied auftritt zwischen der Motorkammer 45 und dem Kühlmittelsaugbereich, wird das Kühlmittel fließend zwischen der Motorkammer 45 und dem Saugbereich, und zwar über den Verbindungsdurchgang 47, um den Druckunterschied auszugleichen. So wird Hitze mit diesem Kühlmittelfluss zusammen übertragen, und als Ergebnis wird der elektrische Motor 49 gekühlt. So wird ein Überhitzen des elektrischen Motors verhindert.
Anders als bei bekannten Verfahren, welche die Motorkammer als Kühlmittelkanal verwenden, basieren die vorliegenden Kühlverfahren und Vorrichtungen auf der sogenannten "Stagnationskühlung", welche nicht von einem großen Kühlmittelfluss begleitet ist. Das eingeführte Kühlmittel, welches direkt bei dieser Art von "Stagnationskühlung" beteiligt ist, ist nur ein kleiner Teil des gesamten eingeführten Kühlmittels, welches durch den Kühlmittelflusskanal fließt. Das eingeführte Kühlmittel hebt oder senkt die Temperatur des gesamten eingeführten Kühlmittels daher nicht wesentlich. Ein Anstieg im spezifischen Volumen des eingeführten Kühlmittels kann so verhindert werden, was das Problem der reduzierten Verdichtungseffizienz löst. Obwohl die vorliegende Ausführungsform eine Ausgestaltung verwendet, bei welcher der Inverter 60 durch das eingeführte Kühlmittel gekühlt wird, ist die Menge der Hitze, die von dem Inverter 60 erzeugt wird, viel geringer, verglichen mit der Menge der Hitze, welche von dem elektrischen Motor 49 erzeugt wird. Der Anstieg in der Temperatur des eingeführten Kühlmittels, der verursacht wird durch Kühlen des Inverters 60 durch dieses eingeführte Kühlmittel, ist klein, verglichen mit dem Temperaturanstieg, welcher verursacht würde durch Kühlen des elektrischen Motors 49, wenn das gesamte eingeführte Kühlmittel in die Motorkammer 45 eingeführt würde. Die Verdichtungseffizienz wird daher nicht gesenkt.
In der vorliegenden Ausführungsform kann außerdem, weil ein mit niedriger Temperatur eingeführtes Kühlmittel den elektrischen Motor 49 kühlt, ein verbesserter Kühleffekt erzielt werden als bei der Verwendung von ausgelassenem Kühlmittel, um den elektrischen Motor 49 zu kühlen. Außerdem erfordert die vorliegende Ausgestaltung, welche das eingeführte Kühlmittel zu der Motorkammer 45 führt, kein Dichtmaterial, um die Antriebswelle 8 herum, welche Antriebswelle 8 die Antriebskraft des elektrischen Motors 49an den Kompressionsmechanismus 21 überträgt. Daher kann ein einfacher Aufbau zu reduzierten Kosten hergestellt werden.
Das vordere Gehäuse 5 kann einen Ölabscheider 80 zum Abscheiden des Schmieröls innerhalb des Kühlmittels beinhalten, welches von der Auslasskammer 25 her ausgelassen worden ist. Dieser Ölabscheider 80 kann beispielsweise einen Separationsmechanismus verwenden, welcher die Zentrifugalkraft ausnutzt, um die Ölabscheidung durchzuführen. Der Ölabscheider 80 kann daher allgemein eine Ölabscheidungskammer 81 beinhalten, ein zylindrisches Element 82, einen Filter 84 unterhalb des zylindrischen Elements 82, und einen Lagerbereich (Schmierölreservoir) 85 zum temporären Aufbewahren des abgeschiedenen Schmieröls. Eine Verbindungsöffnung oder Durchgang 83 kann zwischen der Ölabscheidungskammer 81 und dem Lagerbereich 85 vorgesehen sein, damit Schmieröl von der Ölabscheidungskammer 81 zu dem Lagerbereich 85 gelangen kann. Wenn das aus der Auslasskammer 25 ausgelassene, verdichtete Kühlmittel in den Ölabscheider 80 eingeführt wird, wie es durch den gekrümmten, durchgezogenen Pfeil in Fig. 1 dargestellt ist, kollidiert das verdichtete Kühlmittel mit dem zylindrischen Element 82 in der Ölabscheidungskammer 81 und senkt sich ab, während es kreisförmig um das zylindrische Element 82 herumläuft. Das in dem verdichteten Kühlmittel beinhaltete Schmieröl wird so abgeschieden aufgrund der Zentrifugalkraft, und das Schmieröl wird sich aufgrund der Schwerkraft so bewegen, wie es durch den gepunkteten Pfeil in Fig. 1 dargestellt ist.
Nachdem das Schmieröl durch die Verbindungsöffnung 83 und den Filter 84 hindurchgetreten ist, kann das Schmieröl dann temporär in dem Lagerbereich 85 aufbewahrt werden. In der Zwischenzeit bewegt sich das ausgelassene Kühlmittel (von welchem das Schmieröl abgeschieden worden ist) von der Öffnungsbahn 80a des zylindrischen Elements 82 zu einer Auslassöffnung 86 und wird zu einem Kondensator (nicht dargestellt) in einem externen Kreis übertragen.
Eine Dichtung 90 ist vorzugsweise zwischen der rechten Endfläche des vorderen Gehäuses 5 und der linken Endfläche der festen Spirale 2 angeordnet. Wie in Fig. 2 gezeigt, ist eine erste Ölzuführöffnung 91, welche mit dem Lagerbereich 85 in Verbindung steht, in der Nähe des Unterteils dieser Dichtung 90 definiert, und eine zweite Ölzuführöffnung 93 ist in der Nähe des Oberteils der Dichtung 90 definiert. Die erste und die zweite Ölzuführöffnung 91, 93 stehen miteinander über eine Ölzuführnut (Schmierölzuführpassage) 92 in Verbindung. Eine erste Ölzuführleitung 94 erstreckt sich von der Ölzuführöffnung 93, welche an einer Kante des Substrats 26 der festen Spirale definiert ist, bis zur Vorderseite (der linken Seite des Substrats 24 der beweglichen Spirale 20 in Fig. 1) der beweglichen Spirale 20. Die erste Ölzuführleitung 94 hat vorzugsweise eine gedrosselte Gestalt. Das heißt, der Bereich ihres Ölflusskanals ist kleiner auf der Seite der beweglichen Spirale 20 als auf der Seite der festen Spirale 2. So ist es möglich zu verhindern, dass eine unnötige Menge von Schmieröl durch diese erste Zuführleitung 24 hindurchgeführt wird.
Außerdem kann, wie in den Fig. 1, 3 und 4 dargestellt, eine zweite Ölzuführleitung 95 an dem Bereich des Umfangs des Substrats 24 der beweglichen Spirale 20 definiert sein, der der ersten Ölzuführleitung 94 entspricht. Die zweite Ölzuführleitung 95 erstreckt sich durch die bewegliche Spirale 20 von deren Vorderseite (der linken Seite der beweglichen Spirale 20 in Fig. 1) zu ihrer Rückseite (der rechten Seite der beweglichen Spirale 20 in Fig. 1). Außerdem kann die zweite Ölzuführleitung 95 einen konkaven Bereich 95a auf der stromaufwärts liegenden Seite und eine Öffnung 95b beinhalten, welche sich von diesem konkaven Bereich 95a zur stromabwärts liegenden Richtung hin erstreckt. Das heißt, die zweite Ölzuführleitung 95 verbindet die erste Ölzuführleitung 94 mit der Rückseite (der rechten Seite des Substrats 24 der beweglichen Spirale 20 in Fig. 1) der beweglichen Spirale 20. Daher steht der Öllagerbereich 85 des vorderen Gehäuses 5 mit der Rückseite der beweglichen Spirale 20 über die zweite Ölzuführleitung 95 in Verbindung, über die erste und die zweite Ölzuführöffnung 91, 93 und über die Schmierölzuführleitung, welche die Ölzuführnut 92 und die erste Ölzuführleitung 94 beinhaltet.
Weil die zweite Ölzuführleitung 95 an dem Substrat 24 der beweglichen Spirale definiert ist, verändert sich die Position der zweiten Ölzuführleitung 95 relativ zur ersten Ölzuführleitung 94, wenn sich die bewegliche Spirale 20 dreht. Der konkave Bereich 95a der zweiten Ölzuführleitung 95 ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass er immer mit der ersten Ölzuführleitung 94 in Verbindung steht, unabhängig von der Drehposition der beweglichen Spirale 20.
Der Öllagerbereich 85, welcher sich auf dem Auslassdruck befindet, hat einen höheren Druck als die Rückseite der beweglichen Spirale 20, bei welcher der Saugdruck vorliegt. Demzufolge wird das Schmieröl L in dem Lagerbereich 85 durch diesen Druckunterschied zwangsweise zur Rückseite der beweglichen Spirale 20 über die Schmierölzuführleitung 91 bis 95 geführt. Das in dem Lagerbereich 85 gelagerte Schmieröl L wird nun als "das Schmieröl im auslassseitigen Bereich" bezeichnet.
Nun werden Veränderungen in der Position der zweiten Ölzuführleitung 95 relativ zur ersten Ölzuführleitung 94 und daraus folgende Veränderungen in dem Fluss des Schmieröls L während dieses Vorgangs mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 beschrieben.
Die umlaufende Bewegung der beweglichen Spiralen 20 kann als vertikale Hin- und Herbewegung bezüglich Fig. 1 ausgedrückt werden. Das heißt, während sie umläuft, ist die bewegliche Spirale 20 in der Position in Fig. 3 oder Fig. 4 angeordnet. In der Position in Fig. 3 steht die erste Ölzuführleitung 94 mit der zweiten Ölzuführleitung 95 in Verbindung. Demzufolge wird der größte Teil des Schmieröls, welches von der ersten Ölzuführleitung 94 zur Vorderseite (linken Seite in Fig. 3) des Substrats 24 der beweglichen Spirale 20 zugeführt worden ist, zur Rückseite (rechten Seite in Fig. 3) des Substrats 24 über die zweite Ölzuführleitung 95 zugeführt. Von dem Schmieröl, welches zur Vorderseite des Substrats 24 zugeführt worden ist, wird ein kleiner Anteil zu der Stelle geführt, wo die feste Spirale 2 und die bewegliche Spirale 20 in Gleitkontakt miteinander stehen über eine sehr kleine Lücke z zwischen der festen Spirale 2 und der beweglichen Spirale 20, d. h. am Außenumfang der Wand 30 der beweglichen Spirale.
In der Position in Fig. 4 steht die erste Ölzuführleitung 94 auch mit der zweiten Ölzuführleitung 95 in Verbindung, und der konkave Bereich 95a der zweiten Ölzuführleitung 95 steht auch mit dem Außenumfang der Wand 30 der beweglichen Spirale in Verbindung. Als Ergebnis wird das Schmieröl, welches von der ersten Ölzuführleitung 94 zur Vorderseite des Substrats 24 der beweglichen Spirale zugeführt worden ist, aufgeteilt und zugeführt zu a) der Rückseite des Substrats 24 der beweglichen Spirale, und b) zum Außenumfang der Wand 30 der beweglichen Spirale. Das Schmieröl L, welches zur Rückseite des Substrats 24 der beweglichen Spirale zugeführt worden ist, schmiert vorzugsweise den Lagermechanismus 23 (d. h. die Lager 10 und 22). In der Zwischenzeit schmiert das Schmieröl, welches zu dem Außenumfang der Wand 30 der beweglichen Spirale zugeführt worden ist, vorzugsweise die Stellen, wo die beiden Spiralen in Gleitkontakt miteinander stehen, und dichtet diese ab.
Das Schmieröl, welches zwangsweise zur Rückseite des Substrats 24 der beweglichen Spirale über die Schmierölzuführleitung 91-95 geführt worden ist und den Lagermechanismus 23 schmiert, oder das überschüssige Schmieröl, welches zu dem Lagermechanismus 23 zugeführt worden ist, fällt aufgrund der Schwerkraft von dem Lagermechanismus 23 ab und wird in einem Öllagerbereich 45a (konkaven Bereich) aufbewahrt, welcher an der Unterseite der Motorkammer 45 definiert ist.
Eine Übertragungsleitung 4a (im Folgenden bezeichnet als "die Schmierölübertragungsleitung") ist auch in dem unteren Bereich (an einer Stelle) des mittleren Gehäuses 4 definiert, welcher untere Bereich dem Öllagerbereich 45a entspricht. Diese Übertragungsleitung 4a verbindet den Lagerbereich 45a der Motorkammer 45 mit dem Saugbereich (im Folgenden auch bezeichnet als "saugseitiger Bereich") des Kompressionsmechanismus 21. Wenn das Schmieröl in dem Lagerbereich 85 zur Rückseite der beweglichen Spirale 20 zugeführt wird, wird ein Teil des ausgelassenen Kühlmittels auch durch die Schmierölzuführleitung 91 bis 95 getragen. Der Druck beim Lagerbereich 45a wird demzufolge höher als der Druck im saugseitigen Bereich, welcher dem Druck des eingeführten Kühlmittels entspricht.
Das Schmieröl L, welches temporär in dem Öllagerbereich 45a aufbewahrt worden ist, wird daher durch den Druckunterschied zwangsweise zu dem saugseitigen Bereich oder der Saugöffnung 44 des Kompressionsmechanismus 21 befördert, und zwar über die Übertragungsleitung 4a. Dann wird das Schmieröl, indem es durch die Kompressionskammer 32 hindurchtritt, von der Auslassöffnung 50 zu dem Ölabscheider 90 übertragen, zusammen mit dem Kühlmittel, welches in der Kompressionskammer 32 stark unter Druck gesetzt worden ist, und wird dann ausgelassen. Die erste Ölzuführöffnung 91 kann daher als erstes Ende der Schmierölzuführleitung 91-95 dienen, welches erste Ende mit der Auslassöffnung 86 (dem auslassseitigen Bereich) in Verbindung steht, während die zweite Ölzuführleitung 95 als zweites Ende der Schmierölzuführleitung 91 bis 95 dienen kann, welches zweite Ende mit der Saugöffnung 44 (dem saugseitigen Bereich) in Verbindung steht. Das Schmieröl in dem ausgelassenen Kühlmittel wird wieder mittels des Kühlabscheiders 80 abgeschieden und zwangsweise zur Rückseite der beweglichen Spirale 20 über die Schmierölzuführleitung 91-95 geführt. Auf diese Art und Weise wird das Schmieröl in dem ausgelassenen, verdichteten Kühlmittel kreisförmig zur Rückseite der beweglichen Spirale 20 hin und von dieser weg geführt. Die Kapazität des Öllagerbereichs 45a und die Größe des Bereichs des Kühlmittelflusskanals der Übertragungsleitung 4a, etc. können geeignet gewählt werden gemäß dem Volumen des Schmieröls, welches in dem Lagerbereich 45a aufbewahrt werden wird.
Bei Spiralkompressoren mit der oben beschriebenen Ausgestaltung wird, wenn der elektrische Motor 49 angetrieben wird, das Kühlmittel, welches von dem Verdampfer (nicht dargestellt) eines externen Kreises zurückkehrt, über den Zylinder 70a und die Saugöffnung 44 in den Kompressor 1 geleitet. Während dieses Saugvorgangs kühlt das durch den Zylinder 70a hindurchtretende Kühlmittel den Inverter 60. Dann wird das Kühlmittel in der Kompressionskammer 32 verdichtet und unter Druck gesetzt, wenn die bewegliche Spirale 20 umläuft, und es wird dann als ausgelassenes, verdichtetes Kühlmittel über die Auslassöffnung 86 an den Kondensator (nicht dargestellt) eines externen Kreises abgegeben.
Wie oben beschrieben, kann die vorliegende Ausführungsform das Schmieröl in dem auslassseitigen Bereich, welches durch den Ölabscheider 80 von dem ausgelassenen Kühlmittel abgeschieden worden ist, effektiv kreisen lassen und verwenden.
Außerdem können, weil das Schmieröl L zu dem Lagermechanismus 23 (d. h. zu den Lagern 10, 22) zugeführt wird über die Schmierölzuführleitung (beispielsweise die Ölzuführöffnungen 91 und 93, die Ölzuführnut 92, die erste Ölzuführleitung 94 und die zweite Ölzuführleitung 95), die Schmiercharakteristik und Dauerhaftigkeit des Lagermechanismus 23 verbessert werden.
Außerdem wird das Schmieröl, welches zu dem Lagermechanismus 23 hingeführt worden ist (d. h. zu den Lagern 10, 22), durch den Druckunterschied zwangsweise von dem Öllagerbereich 25a zu dem Saugbereich des Kompressionsmechanismus 21 übertragen, und zwar über die Schmierölübertragungsleitung (d. h. Übertragungsleitung 4a). Dann wird dieses Schmieröl aufgrund des Druckunterschieds wieder zu dem Lagermechanismus 23 (d. h. den Lagern 10, 20) zugeführt durch die Schmierölzuführleitung (d. h. die Elemente 91-95). Auf diese Art und Weise kann ein geeigneter Schmierölkreislauf realisiert werden, welcher Druckunterschiede im Kühlmittel verwendet.
Außerdem kann, weil das Schmieröl, welches aufgrund der Schwerkraft von dem Lagermechanismus 23 (d. h. den Lagern 10, 22) abfällt, temporär in dem Öllagerbereich 45 aufbewahrt wird, das aufbewahrte Schmieröl verlässlich zu dem saugseitigen Bereich oder der Saugöffnung 44 des Kompressionsmechanismus 21 übertragen werden, und zwar über die Schmierölübertragungsleitung (Übertragungsleitung 4a).
Die vorliegenden Lehren sind nicht auf die oben beschriebene, repräsentative Ausführungsform begrenzt, und verschiedene Anwendungen und Modifikationen sind geeignet. Beispielsweise kann die vorliegende Ausführungsform so modifiziert werden, wie es weiter unten beschrieben ist.

A) In der repräsentativen Ausführungsform wird das Schmieröl, welches von dem ausgelassenen Kühlmittel mittels des Ölabscheiders 80 abgeschieden worden ist, zu dem Lagermechanismus 23 geführt. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise eine Ausgestaltung zu verwenden, bei welcher das Schmieröl, welches in einem Lagerbereich aufbewahrt wird, der von dem Ölabscheider 80 unterschiedlich ist, zu dem Lagermechanismus 23 zugeführt wird unter Verwendung des Druckunterschieds zwischen dem ausgelassenen Kühlmittel und dem Bereich in der Nähe des Lagermechanismus 23.
B) In der repräsentativen Ausführungsform wird das Schmieröl, welches in dem Lagerbereich 45a der Motorkammer 45 aufbewahrt wird, zu dem Saugbereich des Kompressionsmechanismus 21 über die Übertragungsleitung 4a übertragen. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise eine Ausgestaltung zu verwenden, bei welcher das Schmieröl von dem Lagerbereich 45a zur Niederdruckseite der Kompressionskammer 32 übertragen wird, solange dieser Druck niedriger ist als der Druck in dem Lagerbereich 45a.
C) In der repräsentativen Ausführungsform ist eine Übertragungsleitung 4a in dem unteren Bereich (an einer Stelle) des mittleren Gehäuses 4 definiert. Zusätzlich zu dieser Übertragungsleitung 4a ist es jedoch auch möglich, Übertragungsleitungen der gleichen Art in radialen Richtungen des Kompressorhauptkörpers zu schaffen. Das heißt, mehrere Transferleitungen können in radialen Richtung des Kompressorhauptkörpers definiert sein. Eine solche Ausgestaltung, wobei zumindest eine Übertragungsleitung im unteren Bereich des mittleren Gehäuses 4 positioniert ist, kann in Situationen verwendet werden, in welchen der Kompressor in einer leicht gekippten oder geneigten Orientierung eingebaut ist. Durch Vorsehen von mehreren Übertragungsleitungen in radialer Richtung des Kompressorhauptkörpers können außerdem die Transferleitungen in dem unteren Bereich verwendet werden zum Übertragen des Schmieröls, und die anderen Übertragungsleitungen können verwendet werden zum Übertragen des Kühlmittels. Übermäßige Anstiege in dem Druck auf der Seite des Lagerbereichs 45a können so verwendet werden.
D) In der repräsentativen Ausführungsform ist ein Spiralkompressor beschrieben worden. Die vorliegenden Lehren sind jedoch auch anwendbar auf andere Typen von Kompressoren, beispielsweise Pendelkompressoren, welche das Kühlmittel durch Hin- und Herbewegen eines Kolbens innerhalb einer Zylinderbohrung verdichten.

Claims

1. Elektrisch angetriebener Kompressor (1) mit:
einem Kompressionsmechanismus (21), welcher angeordnet und aufgebaut ist, um ein Kühlmittel einzuziehen, zu verdichten und stark unter Druck zu setzen, und das verdichtete Kühlmittel dann auszulassen, wobei der Kompressionsmechanismus (21) eine Antriebswelle (8) aufweist, wobei ein Kühlmittelflusskanal zwischen einer Saugseite des Kompressionsmechanismus (21) und einer Auslassseite des Kompressionsmechanismus (21) definiert ist,
einem elektrischen Motor (49), welcher die Antriebswelle (8) drehbar antreibt,
einem Lager (10), welches die Antriebswelle (8) drehbar lagert,
einem Motorgehäuse (6), welches eine im Wesentlichen abgedichtete Motorkammer (45) definiert, wobei der elektrische Motor (49) innerhalb der Motorkammer (45) vorgesehen ist,
einem Verbindungsdurchgang (47), welcher den Kühlmittelflusskanal mit der Motorkammer (45) verbindet,
einer Schmierölzuführleitung (91-95), welche zwischen einem auslassseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals und einem Bereich in der Nähe des Lagers (10) definiert ist, wobei die Schmierölzuführleitung (91-95) so aufgebaut und angeordnet ist, dass ein Unterschied zwischen dem Druck in dem auslassseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals und dem Druck in dem Bereich in der Nähe des Lagers Schmieröl L in Richtung des Lagers über die Schmierölzuführleitung (91-95) zwingt, und
einer Schmierölübertragungsleitung (4a) zwischen dem Bereich in der Nähe des Lagers (10) und einem saugseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals, wobei die Schmierölzuführleitung (4a) so angeordnet und aufgebaut ist, dass ein Unterschied zwischen dem Druck in dem Bereich nahe des Lagers (10) und dem Druck im saugseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals Schmieröl von den Bereichen in der Nähe des Lagers (10) in Richtung des saugseitigen Bereichs des Kühlmittelflusskanals zwingt.

2. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 1, weiter mit einem Öllagerbereich (45a), der nahe des Lagers (10) definiert ist und mit der Schmierölübertragungsleitung (4a) in Verbindung steht, wobei der Öllagerbereich (45a) so angeordnet und aufgebaut ist, dass er Schmieröl aufbewahren kann, welches das Lager (10) geschmiert hat.

3. Verfahren zum Umlaufenlassen von Schmieröl L durch den elektrischen Kompressor (1) mit einem Kompressionsmechanismus, welcher so angeordnet und aufgebaut ist, um ein Kühlmittel einzuziehen, zu verdichten und stark unter Druck zu setzen und das unter Druck gesetzte Kühlmittel dann auszulassen, wobei der Kompressionsmechanismus eine Antriebswelle (8) aufweist, und ein Lager (10), welches die Antriebswelle drehbar lagert, wobei ein Kühlmittelflusskanal zwischen einer Saugseite des Kompressionsmechanismus und einer Auslassseite des Kompressionsmechanismus definiert ist, mit den folgenden Schritten:
Zuführen von Schmieröl L unter Druck zu dem Lager (10) aufgrund eines Unterschieds zwischen dem Druck im auslassseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals und dem Druck in dem Bereich nahe des Lagers (10),
Zuführen von Schmieröl L unter Druck von dem Bereich nahe des Lagers (10) zum saugseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals aufgrund eines Unterschieds zwischen dem Druck im nahen Bereich des Lagers (10) und dem Druck im saugseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals, und
Zurückführen des Schmieröls von dem saugseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals zum auslassseitigen Bereich des Kühlmittelflusskanals durch Betätigen des Kompressionsmechanismus (21).

4. Verfahren nach Anspruch 3, weiter mit dem Aufbewahren des Schmieröls L, welches das Lager geschmiert hat, in einem Öllagerbereich (45a), welcher nahe des Lagers (10) definiert ist.

5. Elektrisch angetriebener Kompressor mit:
einem Kompressionsmechanismus (21), welcher so angeordnet und aufgebaut ist, dass er ein Kühlmittel (1) einzieht, verdichtet und stark unter Druck setzt, und dann das unter Druck gesetzte Kühlmittel ausläßt, wobei der Kompressionsmechanismus (21) eine Antriebswelle (8) aufweist,
einem elektrischen Motor (49), welcher die Antriebswelle (8) drehbar antreibt,
einem Lager (10), welches die Antriebswelle (8) drehbar lagert, und
einer Schmierölleitung (91-95), die so angeordnet und aufgebaut ist, dass sie Schmieröl L von einem auslassseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) zu einem saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) überträgt über das Lager (10), um das Lager (10) zu schmieren, indem das Kühlmittel mittels des Kompressionsmechanismus (21) verdichtet wird.

6. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 5, wobei die Schmierölleitung (91-95) ein erstes Ende und ein zweites Ende hat, welche mit dem auslassseitigen Bereich bzw. dem saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) in Verbindung stehen, wobei die Schmierölleitung so angeordnet und aufgebaut ist, dass das Schmieröl L von dem auslassseitigen Bereich zum saugseitigen Bereich über das Lager (10) fließt aufgrund eines Unterschieds im Druck zwischen dem auslassseitigen Bereich und einem Bereich nahe des Lagers (10) und dem unterschiedlichen Druck zwischen dem Bereich nahe des Lagers (10) und dem saugseitigen Bereich.

7. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 6, weiter mit:
einer Schmierölübertragungsleitung (4a) zwischen dem Lager (10) und einem saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21), wobei ein Unterschied zwischen dem Druck in dem Bereich nahe des Lagers (10) und dem Druck im saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) das Schmieröl, welches das Lager (10) geschmiert hat, unter Druck zum saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) zuführt.

8. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 6, weiter mit einem Ölabscheider (80), welcher mit dem auslassseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) in Verbindung steht, wobei der Ölabscheider (80) so angeordnet und aufgebaut ist, dass er das Schmieröl L von verdichtetem Kühlmittel abscheidet, welches aus dem Kompressionsmechanismus (21) ausgelassen worden ist.

9. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 6, weiter mit einem Öllagerbereich (45a), welcher nahe des Lagers (10) definiert ist, wobei der Öllagerbereich (45a) so angeordnet und aufgebaut ist, dass er Schmieröl aufbewahrt, welches das Lager (10) geschmiert hat, bevor das aufbewahrte Schmieröl zum saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) übertragen wird.

10. Verfahren zum Umlaufenlassen von Schmieröl innerhalb eines elektrisch angetriebenen Kompressors (1), wobei der Kompressor (1) einen Kompressionsmechanismus (21) hat, welcher mittels einer Antriebswelle (8) angetrieben ist, einen elektrischen Motor (49), welcher die Antriebswelle (8) drehbar antreibt, und ein Lager (10), welches die Antriebswelle (8) drehbar lagert, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Erzeugen eines Druckunterschieds zwischen einer Auslassöffnung (86) des Kompressors (1) und einer Saugöffnung (44) des Kompressors (1), um so das Schmieröl L dazu zu bringen, sich über eine Schmierölleitung (91-95) von dem auslassseitigen Bereich zum saugseitigen Bereich zu bewegen,
Zuführen des Schmieröls L unter Druck von der Saugöffnung (44) zu einem Bereich nahe des Lagers (10) über einen Verbindungsdurchgang (47), wodurch das Lager (10) geschmiert wird, und
Zwingen des Schmieröls L, welches das Lager (10) geschmiert hat, zusammen mit einem Kühlmittel durch den Kompressionsmechanismus (21) zu der Auslassöffnung (86).

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Druckunterschied entlang der Schmierölleitung (91-95) erzeugt wird aufgrund von Kühlmittel, welches mittels des Kompressionsmechanismus (21) verdichtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein erstes Ende (91) der Schmierölleitung (91-95) mit der Auslassöffnung (86) in Verbindung steht und das zweite Ende (95) der Schmierölleitung (91-95) mit der Saugöffnung (44) in Verbindung steht, wobei das Verfahren außerdem das Zwingen des Schmieröls L von dem auslassseitigen Bereich zum saugseitigen Bereich über den Bereich in der Nähe des Lagers (10) beinhaltet aufgrund eines Unterschieds in dem Druck zwischen der Auslassöffnung (86) und dem Bereich nahe des Lagers (10).

13. Verfahren nach Anspruch 12, weiter mit dem Zuführen des Schmieröls L unter Druck über eine Schmierölübertragungsleitung (4a) zwischen dem Bereich nahe des Lagers (10) und einem saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21) aufgrund eines Unterschieds zwischen dem Druck im Bereich nahe des Lagers (10) und dem Druck im saugseitigen Bereich des Kompressionsmechanismus (21).

14. Verfahren nach Anspruch 12, weiter mit dem Abscheiden des Schmieröls L von verdichtetem Kühlmittel, welches von dem Kompressionsmechanismus (21) ausgelassen worden ist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, weiter mit dem Aufbewahren des Schmieröls L, welches das Lager 10 geschmiert hat, bevor das aufbewahrte Schmieröl zu dem saugseitigen Bereich übertragen wird.

16. Verfahren zum Umlaufenlassen von Schmieröl L innerhalb eines elektrisch angetriebenen Kompressors (1) mit den folgenden Schritten:
Abscheiden von Schmieröl L von verdichtetem Kühlmittel in einem Bereich nahe und in Verbindung mit einer Auslassöffnung (86) des Kompressors (1),
Übertragen des abgeschiedenen Schmieröls L an ein Lager (10), welches eine Antriebswelle (8) drehbar lagert, unter Verwendung eines Druckunterschieds zwischen dem Bereich nahe und in Verbindung mit der Auslassöffnung (86) und einem Bereich nahe des Lagers (10), wobei das Lager (10) mit dem Schmieröl L geschmiert wird,
Übertragen des Schmieröls L, welches das Lager (10) geschmiert hat, an einen Bereich nahe und in Verbindung mit einer Saugöffnung (44) des Kompressors (1) unter Verwendung eines Druckunterschieds zwischen dem Bereich nahe des Lagers (10) und dem Bereich nahe und in Verbindung mit der Saugöffnung (44),
Ziehen des Schmieröls in eine Kompressionskammer (32) des Kompressors (1) zusammen mit Kühlmittel, welches über die Saugöffnung (44) zugeführt wird, und Verdichten des Kühlmittels und des Schmieröls, und
Auslassen des verdichteten Kühlmittels zu dem Bereich nahe und in Verbindung mit der Auslassöffnung (86).

17. Verfahren nach Anspruch 16, weiter mit dem temporären Aufbewahren des Schmieröls L, welches von dem verdichteten Kühlmittel abgeschieden worden ist, vor dem Übertragen des abgeschiedenen Schmieröls L an das Lager (10).

18. Verfahren nach Anspruch 17, weiter mit dem temporären Aufbewahren des Schmieröls L, welches das Lager (10) geschmiert hat, vor dem Übertragen des Schmieröls L an den Bereich nahe und in Verbindung mit der Saugöffnung (44).

19. Elektrisch angetriebener Kompressor (1) mit:
Mitteln (80) zum Abscheiden von Schmieröl L von verdichtetem Kühlmittel in einem Bereich nahe und in Verbindung mit einer Auslassöffnung (86) des Kompressors (1)
Mitteln (91-95) zum Übertragen des abgeschiedenen Schmieröls L an ein Lager (10), welches eine Antriebswelle (8) drehbar lagert, unter Verwendung eines Druckunterschieds zwischen dem Bereich nahe und in Verbindung mit der Auslassöffnung (86) und einem Bereich nahe des Lagers (10), wobei das Lager (10) mit dem Schmieröl L geschmiert wird,
Mitteln (4a) zum Übertragen des Schmieröls L, welches das Lager (10) geschmiert wird, an einen Bereich nahe und in Verbindung mit einer Saugöffnung (44) des Kompressors (1) unter Verwendung eines Druckunterschieds zwischen dem Bereich nahe des Lagers (10) und dem Bereich nahe und in Verbindung mit der Saugöffnung (44),
Mitteln (2, 8, 20, 49) zum Ziehen des Schmieröls in eine Kompressionskammer (32) des Kompressors (1) zusammen mit Kühlmittel, welches über die Saugöffnung (44) zugeführt wird, und Verdichten des Kühlmittels und Schmieröls, und
Mitteln (50) zum Auslassen des verdichteten Kühlmittels zu dem Bereich nahe und in Verbindung mit der Auslassöffnung (86).

20. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 19, weiter mit Mitteln (85) zum temporären Aufbewahren des Schmieröls L, welches von dem verdichteten Kühlmittel abgeschieden worden ist, vor dem Übertragen des abgeschiedenen Schmieröls L an das Lager (10).

21. Elektrisch angetriebener Kompressor nach Anspruch 20, weiter mit Mitteln (45a) zum temporären Aufbewahren des Schmieröls L, welches das Lager (10) geschmiert hat, vor dem Übertragen des Schmieröls L an den Bereich nahe und in Verbindung mit der Saugöffnung (44).