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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schneckenkompressor und genauer
einen Schneckenkompressor mit einer Schutzvorrichtung, die in der
Lage ist, die Temperatur in dem Kompressor zu steuern sowie den
Druck in dem Kompressor zu kontrollieren.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Allgemein
können
verschiedene Arten von Kompressoren gemäß Verdichtungsverfahren eingesetzt
werden, und ein Schneckenkompressor wird hauptsächlich für eine Klimaanlage verwendet,
die klein und leicht sein muss.
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1 ist
eine Querschnittsansicht, die einen Schneckenkompressor zeigt, der
eine Druckschutzvorrichtung gemäß der konventionellen
Technik beinhaltet.
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Der
Schneckenkompressor gemäß der konventionellen
Technik umfasst: ein Gehäuse 106 mit einem
hermetischen Raum, das jeweils mit einem Saugrohr 102,
um ein Fluid anzusaugen, und mit einem Ableitrohr 104 zum
Ableiten von verdichtetem Fluid verbunden ist; eine Antriebseinheit 108,
die in einem unteren Bereich des Gehäuses 106 angeordnet
ist, um eine Antriebskraft zu erzeugen; und eine Verdichtungseinheit 110,
die in einem oberen Bereich des Gehäuses 106 angeordnet
und mit der Antriebseinheit 108 über eine Drehwelle 112 verbunden
ist, um das durch das Saugrohr 102 angesaugte Fluid zu verdichten
und das verdichtete Fluid in das Ableitrohr 104 abzuleiten.
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Ein
Tragrahmen 114 zum drehbaren Tragen der Drehwelle 112 und
zum Tragen der Verdichtungseinheit 110 ist in dem Gehäuse 106 angeordnet,
und eine Trennplatte 120 ist in dem Gehäuse 106 angeordnet,
um den Innenbereich des Gehäuses 106 in eine
erste Kammer 116 zum Aufrechterhalten eines Niedrigdruckzustands
und eine zweite Kammer 118 zum Aufrechterhalten eines Hochdruckzustands
zu unterteilen.
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Die
Antriebseinheit 108 umfasst einen Stator 122,
der zum Umfang des Gehäuses 106 hin
befestigt ist, und einen Rotor 124, der auf einer inneren Umfangsfläche des
Stators 122 angeordnet und an der Drehwelle 112 befestigt
ist. Wenn zusätzlich
eine elektrische Energie an den Stator 122 angelegt wird, wird
der Rotor 124 durch eine Wechselwirkung zwischen dem Stator 122 und
dem Rotor 124 gedreht, um die Drehwelle 112 zu
drehen.
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Die
Verdichtungseinheit 110 beinhaltet eine feste Schnecke 128 mit
einem festen Flügel 126 mit Evolventenform,
der an der Trennplatte 120 befestigt ist; und eine umlaufende
Schnecke 132 mit einem umlaufenden Flügel 130 mit Evolventenform
entsprechend dem festen Flügel 126,
so dass eine vorbestimmte Verdichtungskammer zwischen dem festen Flügel 126 und
dem umlaufenden Flügel 130 ausgebildet
wird, welche von dem Tragrahmen 114 derart gestützt ist,
dass sie umläuft
und in Umlauf gebracht wird, wenn sich die Drehwelle dreht.
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Ein
Ableitdurchgang 136, durch welchen das Fluid, das durch
die Wechselwirkung zwischen dem festen Flügel 126 und dem umlaufenden
Flügel 130 verdichtet
worden ist, in die zweite Kammer 118 abgeleitet wird, ist
in einem Mittelbereich der festen Schnecke 128 ausgebildet,
und ein Absperrventil 138, um zu verhindern, dass das in
die zweite Kammer 118 abgeleitete Fluid wieder zurück in die
erste Kammer 116 fließt,
ist in einem oberen Bereich des Ableitdurchgangs 136 angeordnet.
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Das
Absperrventil 138 beinhaltet einen Ventilkörper 142,
der an einem zentralen oberen Ende der festen Schnecke 128 befestigt
ist, an welcher der Ableitdurchgang 136 ausgebildet ist,
und der einen durchbohrten Mittelbereich aufweist, um mit dem Ableitdurchgang 136 verbunden
zu sein, und ein Ventilelement 144 der Kolbenart, das auf
einer Innenseite des Ventilkörpers 142 eingebaut
ist, um sich nach oben und unten zu bewegen zur Blockierung des
Ableitdurchgangs 136 durch das Eigengewicht.
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Zusätzlich ist
eine Druckschutzvorrichtung (A) zur Umleitung des Fluids unter Hochdruck
von der zweiten Kammer 118 in die erste Kammer 116 in dem
Fall, wo der Druckunterschied zwischen der ersten und der zweiten
Kammer 116 und 118 größer ist als ein vorbestimmter
Wert, oder in dem Fall, wo der Druck in der ersten Kammer 116 zu
niedrig ist, auf einer Seite der Trennplatte 120 angeordnet.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst die Druckschutzvorrichtung
(A): einen Zylinder 150 zur Verbindung der ersten Kammer 116 und
der zweiten Kammer 118; einen Kolben 152 zum Öffnen/Schließen des
Zylinders 150, wenn er sich nach oben und unten innerhalb
des Zylinders 150 bewegt; und eine Feder 154,
die zwischen einer Seitenfläche
des Kolbens 152 und der Innenwand des Zylinders 150 angeordnet
ist, um dem Kolben 152 eine gewisse elastische Kraft zu
verleihen.
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Der
Zylinder 150 ist auf einer Seite der Trennplatte 120 befestigt,
und Umleitfließdurchgänge 156,
durch welche das Fluid unter Hochdruck aus der zweiten Kammer 118 in
die erste Kammer 116 umgeleitet wird, sind in einem oberen
und unteren Bereich des Zylinders 150 ausgebildet.
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Die
Oberseite des Kolbens 152 ist dafür eingerichtet, an dem Umleitfließdurchgang 156 anzuhaften,
und das elastische Element 154 ist zwischen der Unterseite
des Kolbens 152 und der Innenwand des Zylinders 150 angeordnet,
um dem Kolben 152 eine elastische Kraft zu verleihen, durch
welche der Umleitfließdurchgang 156 verschlossen
wird.
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Der
Betrieb der Druckschutzvorrichtung in dem Schneckenkompressor gemäß der konventionellen
Technik wird wie folgt beschrieben.
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3 ist
eine Ansicht, welche einen Betriebszustand der Druckschutzvorrichtung
in dem Schneckenkompressor der konventionellen Technik zeigt.
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In
dem Fall, dass der Betrieb des Kompressors normal abläuft, dreht
sich die Drehwelle 112, wenn eine elektrische Spannung
an die Antriebseinheit 108 angelegt wird, um die umlaufende
Schnecke 132 umlaufen zu lassen, und das in die erste Kammer 116 durch
das Ansaugrohr 102 angesaugte Fluid wird durch die Wechselwirkung
zwischen dem umlaufenden Flügel 130 und
dem festen Flügel 126 verdichtet.
Zusätzlich
wird das verdichtete Fluid in die zweite Kammer 118 geleitet
und durch das Ableitrohr 104 nach außen entsorgt.
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Während des
Betriebs des Kompressors, wie oben beschrieben, wird, wenn der Druckunterschied
zwischen der ersten Kammer 116 und der zweiten Kammer 118 größer als
ein vorbestimmter Wert ist, oder wenn der Druck in der ersten Kammer 116 niedriger
als ein vorbestimmtes Niveau ist, die Druckschutzvorrichtung so
betrieben, dass die erste Kammer 116 mit dem Fluid unter
Hochdruck in der zweiten Kammer 118 versorgt wird, und
dadurch der Druckunterschied zwischen der ersten Kammer 116 und
der zweiten Kammer 118 auf einem geeigneten Niveau gehalten
wird.
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Dies
bedeutet, dass wenn der Druckunterschied zwischen der ersten Kammer 116 und
der zweiten Kammer 118 größer als ein vorab eingestellter
Wert wird, der Kolben 152 sich nach unten bewegt, wobei
er die elastische Kraft der Feder 154 durch den Druck des
Hochdruckfluids in der zweiten Kammer 118 überwindet.
Dann wird der Umleitfließdurchgang 156 geöffnet und
das Fluid unter Hochdruck in der zweiten Kammer 118 wird
zu der ersten Kammer 116 umgeleitet, um den Druck des Fluids
in der ersten und zweiten Kammer 116 und 118 auf
dem eingestellten Status zu halten.
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4 ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Zustand zeigt, in dem eine
Temperaturschutzvorrichtung in dem Schneckenkompressor gemäß der konventionellen
Technik angeordnet ist, und 5 ist eine
Querschnittsansicht, welche die Temperaturschutzvorrichtung gemäß der konventionellen Technik
zeigt.
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Die
Temperaturschutzvorrichtung (B) umfasst: ein Umleitloch 170,
welches zwischen der ersten Kammer 116 und der zweiten
Kammer 118 durchgeht, und welches auf einer Seite der Trennplatte 120 ausgebildet
ist; eine Thermoscheibe 172, die auf einer oberen Fläche des
Umleitloches 170 angeordnet ist; und einen Deckel 174 zum
Tragen beider Enden der Thermoscheibe 172, der in Richtung
des Randes eines oberen Bereiches des Umleitloches 170 befestigt
ist. Hierbei ist die Thermoscheibe als überlappende zwei Elemente mit
unterschiedlichen thermischen Verformungsgraden ausgebildet, und
ein Durchgangsloch 176, durch welches das Fluid strömt, ist
an einem oberen Bereich des Deckels 174 ausgebildet.
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6 ist
eine Ansicht, welche einen Betriebszustand der Temperaturschutzvorrichtung
gemäß der konventionellen
Technik zeigt.
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Die
Temperaturschutzvorrichtung (B) hält den Zustand aufrecht, in
welchem die Thermoscheibe 172 das Umleitloch 170 blockiert,
wenn der Kompressor normal arbeitet, und wenn die Temperatur in der
zweiten Kammer 118 höher
ist als ein eingestellter Wert, wird die Thermoscheibe von der Wärme deformiert,
um das Umleitloch 170 zu öffnen. Dann wird das Fluid
in der zweiten Kammer 118 in die erste Kammer 116 durch
das Umleitloch 170 umgeleitet, um die Temperatur in der
zweiten Kammer 118 zu senken. Zu dem Zeitpunkt, wo die
Temperatur wieder niedriger ist als der eingestellte Wert, wird
die Thermoscheibe wieder in ihren Originalzustand versetzt, um das
Umleitloch 170 zu blockieren.
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In
dem Fall allerdings, dass gemäß der Schutzvorrichtung
in dem Schneckenkompressor der konventionellen Technik nur die Druckschutzvorrichtung
installiert ist, kann der Schutz für die Temperaturänderungen
in dem Kompressor nicht erzielt werden. Wenn andererseits nur die
Temperaturausgleichsvorrichtung installiert ist, kann der Schutz
für die
Druckschwankungen in dem Kompressor nicht erzielt werden. In dem
Fall, wo die Druck- und Temperaturschutzvorrichtungen angeordnet
sind, wird die Struktur des Kompressors kompliziert und die Herstellungskosten
steigen.
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Außerdem ist
es bei der konventionellen Druckschutzvorrichtung so, dass wenn
der Kolben durch den Druckunterschied zwischen der ersten und der
zweiten Kammer bewegt und der Umleitfließdurchgang geöffnet wird,
das Fluid unter Hochdruck in der zweiten Kammer sofort in die erste
Kammer umgeleitet wird. Daher steigt der Druck in der ersten Kammer
schnell an und dadurch sinkt die Zuverlässigkeit des Kompressors und
es kann zu einem Fehler kommen.
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Aus
der US-A-5,690,475 ist ein Schneckenkompressor der hermetischen
Art bekannt mit einer Schutzvorrichtung innerhalb eines Gehäuses, das auf
einer Seite des geteilten Ventils angeordnet ist, um das Fluid aus
der Hochdruckkammer in die Kammer ohne Druck umzuleiten, wenn der
Druck in der Hochdruckkammer zu hoch ist.
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Die
US-A-5,263,643 legt ebenfalls einen Kompressor der hermetischen
Art dar, wobei ein Ventil in einer Trennwand zwischen einer Hochdruck- und
einer Niedrigdruckkammer eines Kompressorgehäuses ausgebildet ist, um das
Fluid aus der Hochdruckkammer in die Niedrigdruckkammer umzuleiten,
wenn die Temperatur in der Hochdruckkammer zu hoch ist, wobei das
Ventil ein thermisches Verformungselement und ein elastisches Element
umfasst, um das thermische Verformungselement mit einer vorbestimmten
elastischen Kraft zu versorgen, wobei die Ansaug- und Ableitdurchgänge in einem
oberen und unteren Bereich einer Aussparung angeordnet sind.
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Daher
ist es ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, einen Schneckenkompressor
bereitzustellen, der geschützt
werden kann, wenn sich der Kompressor in einem anormalen Druckzustand
oder in einem anormalen Temperaturzustand befindet, und dessen Struktur
einfach gehalten werden kann und dessen Produktionskosten verringert
werden können.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schneckenkompressor
bereitzustellen, mit Hilfe dessen das Phänomen verringert werden kann,
dass sich ein Innendruck schnell verändert, und dadurch wird die
Zuverlässigkeit
des Kompressors verbessert und ein Schaden an dem Kompressor kann
vermieden werden.
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Daher
ist es das Ziel der Erfindung, einen verbesserten Schneckenkompressor
bereitzustellen.
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Die
oben genannten Ziele können
durch einen Schneckenkompressor gemäß den Merkmalen des Anspruchs
1 erreicht werden. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind
Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
zuvor erwähnten
und weitere Gegenstände,
Merkmale, Gedanken und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
besser aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung
in Kombination mit den beigefügten
Zeichnungen hervorgehen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
anhängenden
Zeichnungen, die für
ein weiteres Verstehen der Erfindung beigefügt wurden und in diese Schrift
eingefügt
sind und einen Teil von ihr bilden, illustrieren Ausführungen
der Erfindung und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die
Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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In
den Zeichnungen:
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ist 1 eine
Querschnittsansicht, die einen Schneckenkompressor zeigt, welcher
eine Druckschutzvorrichtung gemäß der konventionellen Technik
beinhaltet;
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ist 2 eine
vergrößerte Ansicht,
welche das Teil A aus 1 zeigt, nämlich die Druckschutzvorrichtung
in dem Schneckenkompressor gemäß der konventionellen
Technik;
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ist 3 eine
Ansicht, die einen Betriebszustand der Druckschutzvorrichtung gemäß der konventionellen
Technik zeigt;
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ist 4 eine
Querschnittsansicht, welche einen Schneckenkompressor zeigt, der
eine Temperaturschutzvorrichtung gemäß der konventionellen Technik
aufweist;
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ist 5 eine
vergrößerte Ansicht,
welche das Teil B aus 4 zeigt, nämlich die Temperaturschutzvorrichtung
in dem Schneckenkompressor gemäß der konventionellen
Technik;
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ist 6 eine
Ansicht, welche einen Betriebszustand der Temperaturschutzvorrichtung
in dem Schneckenkompressor gemäß der konventionellen
Technik zeigt;
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ist 7 eine
Querschnittsansicht, welche einen Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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ist 8 eine
vergrößerte Ansicht,
welche das Teil C aus 7 zeigt, nämlich eine Druckschutzvorrichtung
in dem Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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sind
die 9 und 10 Ansichten, die Betriebszustände der
Schutzvorrichtung in dem Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Nunmehr
wird in Einzelheiten Bezug genommen auf die bevorzugten Ausführungen
der vorliegenden Erfindung, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen
illustriert sind.
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Es
gibt eine Vielzahl von Ausführungen
für einen
Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung und die am meisten bevorzugte Ausführung wird hier beschrieben
werden.
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7 ist
eine Querschnittsansicht, welche einen Schneckenkompressor mit einer
Schutzvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Der
Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung umfasst: ein Gehäuse 2 mit
einem hermetischen Raum; eine Antriebseinheit 4, die in
das Gehäuse 2 eingebaut
ist, um eine Antriebskraft zu erzeugen; eine Verdichtungseinheit 6,
die mit der Antriebseinheit 4 über eine Drehwelle verbunden
ist, um ein Fluid zu verdichten und abzuleiten, wenn die Antriebseinheit 4 arbeitet;
und eine Schutzvorrichtung, die auf einer Seite der Verdichtungseinheit 6 installiert
ist, um den Kompressor in dem Fall zu schützen, wo ein anormaler Druck
oder eine anormale Temperatur in dem Kompressor erzeugt wird.
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Ein
Ansaugrohr 10, durch welches das Fluid angesaugt wird,
und ein Ableitrohr 12, durch welches das verdichtete Fluid
abgeleitet wird, sind mit einer Seite des Gehäuses 2 verbunden.
Zusätzlich
sind in dem Gehäuse 2 ein
Tragrahmen 14 zum drehbaren Tragen der Drehwelle 8 und
zum Tragen der Verdichtungseinheit 6 und eine Trennplatte 20 installiert
zum Unterteilen des Innenraums des Gehäuses 2 in eine erste
Kammer 16, die mit dem Ansaugrohr 10 verbunden
ist, um einen Niedrigdruckzustand aufrechtzuerhalten, und eine zweite
Kammer 18, die mit dem Ableitrohr 12 verbunden
ist, um einen Hochdruckzustand aufrechtzuerhalten.
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Die
Antriebseinheit 4 umfasst einen Stator 22, der
auf einer inneren Umfangsfläche
des Gehäuses 2 befestigt
ist; und einen Rotor 24, der auf einer inneren Umfangsfläche des
Stators 22 angeordnet und an der Drehwelle 8 befestigt
ist. Zusätzlich
wird, wenn elektrische Energie an den Stator 22 angelegt wird,
der Rotor 24 durch eine Wechselwirkung zwischen dem Stator 22 und
dem Rotor 24 gedreht, um die Drehwelle 8 zu drehen.
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Die
Verdichtungseinheit 6 umfasst: eine feste Schnecke 28,
die einen festen Flügel 26 mit
Evolventenform, der an der Trennplatte 20 befestigt ist, beinhaltet;
und eine umlaufende Schnecke 32, welche einen umlaufenden
Flügel 30 mit
Evolventenform beinhaltet, der dem festen Flügel 26 entspricht,
so dass ein bestimmter Verdichtungsraum 35 zwischen dem
festen Flügel 26 und
dem umlaufenden Flügel 30 ausgebildet
wird, und der von der Tragplatte 14 derart getragen ist,
dass er umläuft,
wenn sich die Drehwelle 8 dreht.
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Ein
Ableitloch 34, durch welches das verdichtete Fluid in die
zweite Kammer 18 durch die Wechselwirkung zwischen dem
festen Flügel 26 und dem
umlaufenden Flügel 30 abgeleitet
wird, ist an einem Mittelbereich der festen Schnecke 28 ausgebildet,
und ein Absperrventil 40, um zu vermeiden, dass Fluid durch
das Öffnen/Schließen des
Ableitloches 34 wieder zurückfließt, ist auf einer oberen Seitenfläche der
festen Schnecke 28 installiert.
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Das
Absperrventil 40 umfasst: einen Ventilkörper 36 mit einem
durchbohrten Mittelbereich, um mit dem Ableitloch 34 verbunden
zu sein, wobei der Ventilkörper
auf einer oberen zentralen Seite der festen Schnecke 28 befestigt
ist, wo das Ableitloch 34 ausgebildet ist; und ein Ventilelement 38,
das auf einer Innenseite des Ventilkörpers 36 angeordnet
ist, um sich nach oben und unten zu bewegen zur Blockierung des
Ableitloches 34 durch das Eigengewicht.
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Wie
in 8 gezeigt, umfasst die Schutzvorrichtung: ein
Gehäuse 46,
das auf einer Seite der Trennplatte 20 befestigt ist, so
dass es die erste Kammer 16 und die zweite Kammer 18 durchdringt;
ein thermisches Verformungselement 48, das in dem Gehäuse 46 derart
angeordnet ist, dass es sich in einer Auf- und Abwärtsbewegung
bewegt zum Öffnen/Schließen des
Ansaugdurchgangs 42; und ein elastisches Element 52,
das zwischen einer Unterseite des thermischen Verformungselementes 48 und
einer Innenwandfläche
des Gehäuses 46 angeordnet
ist, um dem thermischen Verformungselement 48 eine gewisse
elastische Kraft zu verleihen.
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Das
Gehäuse 46 ist
als ein Kegel mit einer vorbestimmten Länge ausgebildet, der an einem Durchgangsloch 52 befestigt
ist, welches die erste Kammer 16 und die zweite Kammer 18,
die auf einer Seite der Trennplatte 20 ausgebildet sind,
durchdringt, und der Innendurchmesser des Gehäuses 46 wird schrittweise
von der zweiten Kammer 18 zu der ersten Kammer 16 hin
größer.
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Zusätzlich ist
eine Vielzahl von Ansaugdurchgängen 42,
durch welche das Fluid unter Hochdruck in der zweiten Kammer 18 strömt, auf
einer Oberseite des Gehäuses 46 mit einem
kleinen Durchmesser, welche auf der Seite der zweiten Kammer angeordnet
ist, ausgebildet, und ein Ableitdurchgang 44, durch welchen
das durch das Gehäuse 46 geleitete
Fluid in die erste Kammer 16 abgeleitet wird, ist auf einer
Unterseite des Gehäuses 46 ausgebildet,
welche einen größeren Durchmesser
aufweist als die Oberseite, und welche in der zweiten Kammer 18 angeordnet
ist. Hierbei ist die Oberseite des Gehäuses 46, auf welcher
die Ansaugdurchgänge 42 ausgebildet
sind, konkav ausgebildet.
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Wie
oben beschrieben, weist das Gehäuse 46 eine
derartige Struktur auf, dass der Innendurchmesser, durch welchen
das Fluid strömt,
schrittweise von der zweiten Kammer 18 zu der ersten Kammer 16 hin
größer wird.
Dadurch ist, wenn das Fluid aus der zweiten Kammer 18 durch
den Ansaugdurchgang 42 strömt, der Druck des Fluids sehr
hoch, wohingegen, wenn das Fluid durch den Ableitdurchgang 44 abgeleitet
wird, der Druck des Fluids niedrig ist, da der Druck des Fluids
während
des Strömens
durch das Gehäuse 46 verringert
wird. Daher kann eine plötzliche Änderung
des Drucks in dem Fluid verringert werden.
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Das
thermische Verformungselement 48 ist als Platte mit einem
konkaven Mittelbereich ausgebildet, so dass es an einer oberen Innenseite
des Gehäuses 46 anhaftet
und den Ansaugdurchgang 42 öffnet/verschließt. Zusätzlich blockiert
das thermische Verformungselement 48 den Ansaugdurchgang 42 durch
die elastische Kraft des elastischen Elementes 50 und öffnet den
Ansaugdurchgang 42, wenn es die elastische Kraft des elastischen
Elementes 50 überwindet
und sich nach unten bewegt, wenn der Druckunterschied zwischen der
ersten Kammer 16 und der zweiten Kammer 18 zu
groß ist.
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Zusätzlich ist
es wünschenswert,
dass das thermische Verformungselement 48 aus Bimetall
hergestellt ist, bei welchem der konkave Bereich durch Selbstverformung
herausgedrückt
wird, wenn es über
einen vorbestimmten Grad hinaus erhitzt wird.
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Das
bedeutet, dass der konkave Bereich des thermischen Verformungselementes 48,
welcher den Ansaugdurchgang 42 blockiert, herausgedrückt wird, um
den Ansaugdurchgang 42 zu öffnen, wenn die Temperatur
in der zweiten Kammer 18 höher steigt als der eingestellte
Grenzwert. Zusätzlich
wird das Fluid mit hoher Temperatur in der zweiten Kammer 18 in
die erste Kammer 16 abgeleitet, um die Temperatur in der
zweiten Kammer 18 auf einem geeigneten Niveau zu halten.
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Es
ist wünschenswert,
dass das elastische Element 50 als eine konische Schraubenfeder
ausgebildet ist, welche zwischen der unteren Seitenfläche des
thermischen Verformungselementes 48 und der Innenwandfläche des
Gehäuses 46 angeordnet ist.
Zusätzlich
soll das elastische Element 50 derart ausgebildet sein,
dass es eine vorbestimmte elastische Kraft aufweist, die zusammengedrückt wird, wenn
der Druckunterschied zwischen der ersten Kammer 16 und
der zweiten Kammer 18 größer als ein eingestellter Wert
ist.
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Hiernach
wird der Betrieb der Schutzvorrichtung für den Schneckenkompressor gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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In
dem Fall, wo sich der Kompressor in einem normalen Betriebszustand
befindet, wird, wenn elektrische Energie an die Antriebseinheit 4 angelegt wird,
die Drehwelle 8 gedreht und die umlaufende Schnecke 32 wird
durch die Drehung der Drehwelle 8 in Umlauf gebracht. Daher
wird das Fluid, welches in den Verdichtungsraum 35 angesaugt
wird, verdichtet und durch das Ableitloch 34 in die zweite
Kammer 18 abgeleitet. Dann wird das in die zweite Kammer 18 geleitete
Fluid unter Hochdruck durch das Ableitrohr 12 nach draußen abgeleitet.
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Hierbei
hindert das an dem Ableitloch 34 angebrachte Absperrventil 40 das
Fluid, welches in die zweite Kammer 18 abgeleitet wird,
daran, in die erste Kammer 16 zurück zu fließen.
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Wenn
während
des Betriebs des Schneckenkompressors der Druck in der zweiten Kammer 18 größer als
ein vorbestimmter Wert im Vergleich zu dem Druck in der ersten Kammer 16 ist,
oder wenn der Druck in der ersten Kammer 16 niedriger als
der vorbestimmte Wert im Vergleich zu dem Druck in der zweiten Kammer 18 ist,
wird die Schutzvorrichtung betätigt,
um das Fluid unter Hochdruck aus der zweiten Kammer 18 in
die erste Kammer 16 umzuleiten, und dadurch wird der Druck
in der ersten Kammer 16 und in der zweiten Kammer 18 auf
einem geeigneten Niveau gehalten.
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Dies
bedeutet, wie in 9 gezeigt, dass wenn der Druckunterschied
zwischen der ersten Kammer 16 und der zweiten Kammer 18 größer als ein
eingestellter Wert ist, das thermische Verformungselement 48 die
elastische Kraft des elastischen Elementes 50 überwindet
und sich durch den Druckunterschied zwischen den beiden Kammern 16 und 18 nach
unten bewegt, um den in dem oberen Bereich des Gehäuses 46 ausgebildeten
Ansaugdurchgang 42 zu öffnen.
Dann wird das Fluid unter Hochdruck aus der zweiten Kammer 18 in
den Ansaugdurchgang 42 geleitet, passiert das Gehäuse 46 und
wird durch den Ableitdurchgang 44, der in dem unteren Bereich
des Gehäuses 46 ausgebildet
ist, in die erste Kammer 16 umgeleitet.
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Hierbei
wird aufgrund dessen, dass der Innendurchmesser des Gehäuses 46 schrittweise
zu der ersten Kammer 16 hin größer wird, der Druck des Fluids
unter Hochdruck in einem bestimmten Maße verringert, wenn es durch
das Gehäuse 46 fließt und in
die erste Kammer geleitet wird, und daher kann eine plötzliche
Druckänderung
vermieden werden.
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Wenn
zusätzlich
die Temperatur in der zweiten Kammer 18 während des
Betriebs des Schneckenkompressors höher als die eingestellte Temperatur
steigt, wird die Schutzvorrichtung betätigt und dadurch wird das Fluid
mit hoher Temperatur aus der zweiten Kammer 18 in die erste
Kammer 16 umgeleitet, um die Temperatur in der zweiten
Kammer 18 auf einem geeigneten Niveau zu halten.
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Dies
bedeutet, wie in 10 gezeigt, dass wenn die Temperatur
in der zweiten Kammer 18 steigt, der konkave Bereich des
thermischen Verformungselementes 48 in eine konvexe Form
umgewandelt wird, um den Ansaugdurchgang 42 zu öffnen. Dann
wird das Fluid mit hoher Temperatur aus der zweiten Kammer 18 in
die erste Kammer 16 abgeleitet, und dadurch sinkt die Temperatur
in der zweiten Kammer 18. Zu dem Zeitpunkt, wo die Temperatur
in der zweiten Kammer 18 das geeignete Niveau erreicht
hat, wird das thermische Verformungselement 48 wieder in
seinen ursprünglichen
Zustand gebracht, um den Ansaugdurchgang 42 zu blockieren.
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Die
Wirkung des Schneckenkompressors, der wie oben beschrieben gebaut
ist und betrieben wird, wird nachfolgend beschrieben.
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Wenn
während
des Betriebs des Schneckenkompressors der Druckunterschied zwischen
der ersten Kammer und der zweiten Kammer größer als der eingestellte Wert
wird, überwindet
das thermische Verformungselement die elastische Kraft des elastischen
Elementes und öffnet
den Ansaugdurchgang, um den Druck auf einem geeigneten Niveau zu halten.
Wenn zusätzlich
die Temperatur in der zweiten Kammer größer als die eingestellte Temperatur ist,
wird das thermische Verformungselement verformt, um den Ansaugdurchgang
des Gehäuses
zu öffnen,
und dadurch wird das Fluid mit hoher Temperatur aus der zweiten
Kammer in die erste Kammer umgeleitet, um die Temperaturen in der
ersten Kammer und in der zweiten Kammer auf geeigneten Werten zu
halten. Daher kann eine Beschädigung
des Kompressors, die durch Druck- und
Temperaturschwankungen verursacht wird, vermieden werden und die
Zuverlässigkeit
des Kompressors kann verbessert werden.
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Der
Druck und die Temperatur werden auch gleichzeitig unter Verwendung
einer Schutzvorrichtung gesteuert und daher kann der Einbauraum
in dem Kompressor verkleinert werden, die Struktur kann vereinfacht
werden, und die Produktionskosten können gesenkt werden.
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Der
Bereich in dem Gehäuse,
in welchem das Fluid strömt,
wird auch schrittweise von der zweiten Kammer zu der ersten Kammer
hin größer, und daher
wird der Druck des aus der zweiten Kammer abgeleiteten Fluids während des
Durchlaufs durch das Gehäuse
bis zu einem gewissen Grad gesenkt, und dann wird das Fluid in die
erste Kammer geleitet. Daher können
plötzliche
Duckschwankungen verringert werden.
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Da
die vorliegende Erfindung in verschiedenen Formen ausgeführt werden
kann, ohne ihre wesentlichen Eigenschaften zu verlieren, ist auch
zu verstehen, dass die oben beschriebenen Ausführungen nicht durch irgendeine
Einzelheit der vorausgehenden Beschreibung begrenzt sind, es sei
denn es ist anders spezifiziert, sondern sie sind weit umfassend
innerhalb des Rahmens zu verstehen, wie er in den anhängenden
Ansprüchen
definiert ist, und daher sind alle Änderungen und Modifizierungen,
die innerhalb der Grenzen und Definitionen der Ansprüche liegen,
als von den anhängenden
Ansprüchen
geschützt
zu betrachten.