DE69124568T2 - Spiralverdichter - Google Patents

Spiralverdichter

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    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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    • F04C18/00Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/10Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber
    • F04C28/12Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by changing the positions of the inlet or outlet openings with respect to the working chamber using sliding valves

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Description

    1. Titel der Erfindung Verdichter mit Spiralverdichtungselementen 2. Gebiet der Erfindung und Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter mit Spiralverdichtungselementen, der für den Einsatz in Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen u.ä. geeignet ist.
  • Ein solcher Verdichter mit Spiralverdichtungselementen ist aus der Patentschrift JP-A-1- 106990 bekannt. Bei dieser Art Verdichter sind ein Fördermengenregelungsmechanismus mit einem Paar Bypass-Kanälen, über die die Bypass-Bohrungen und die entsprechenden Eintrittsseiten miteinander verbunden werden, und eine Entlastungsventileinheit mit einem Paar Entlastungskolben zum Öffnen und Schließen der Bypass-Kanäle vorgesehen. Dieser Mechanismus stellt jedoch wegen des Kolbenpaares eine komplizierte Konstruktion dar und erhöht die Montagekosten.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung soll eine weitere herkömmliche Art Verdichter mit Spiralverdichtungselementen unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis Fig. 10 erläutert werden.
  • Dabei ist erkennbar, daß in Fig. 8 ein Austrittsventil offenbart wird, das bereits in dem zuvor genannten Dokument JP-A-1-106990 (siehe Fig. 7) Anwendung findet.
  • Entsprechend Fig. 8 besteht ein hermetisches Gehäuse 1 aus einem becherförmigen Grundgehäuse 2, einer stirnseitigen Endplatte 4, die daran mit einer Schraube 3 befestigt ist, und einem zylindrischen Teil, das mit einer Schraube 5 daran befestigt ist. Eine Hauptwelle 7, die durch das zylindrische Teil 6 durchgeführt ist, lagert drehbar in den Lagern 8 und 9 im Gehäuse 1.
  • In dem Gehäuse 1 ist ein feststehendes Spiralverdichtungselement 10 untergebracht, das feststehende Spiralverdichtungselement 10 ist mit einer Endplatte 11 und einem an deren Innenfläche befestigten Spiralelement 12 ausgestattet, und die Endplatte 11 ist am becherförmigen Grundgehäuse 2 mit einer Schraube 13 befestigt, so daß das feststehende Spiralverdichtungselement 10 im Gehäuse 1 fest eingebaut ist. Das Innere des Gehäuses 1 ist unterteilt, indem ein enger Kontakt zwischen der äußeren Umfangsfläche der Endplatte 11 und der inneren Umfangsfläche des becherförmigen Grundgehäuses 2, also der Außenseite der Endplatte 11, hergestellt wird und ein Saugraum 28 auf der Innenseite der Endplatte 11 umgrenzt wird.
  • Ferner ist in der Mitte der Endplatte 11 eine Austrittsbohrung 29 gebohrt, und diese Austrittsbohrung 29 wird durch ein Austrittsventil 30, das mit einer Befestigungslasche 35 mit Hilfe einer Schraube 36 an der Außenseite der Endplatte 11 befestigt ist, geöffnet und geschlossen.
  • Zudem ist ein umlaufendes Spiralverdichtungselement 14 mit einer Endplatte 15 und einem an deren Innenfläche befestigten Spiralelement 16 vorhanden, das Spiralelement 16 hat im wesentlichen die gleiche Gestalt wie das Spiralelement 12 des feststehenden Spiralverdichtungselements 10.
  • Das umlaufende Spiralverdichtungselement 14 und das feststehende Spiralverdichtungselement 10 sind zueinander um einen Drehradius einer auf einer solaren Umlaufbahn erfolgenden Bewegung exzentrisch versetzt angeordnet und stehen, wie in der Figur dargestellt, mit einem Winkelversatz von 180º miteinander im Eingriff.
  • Dabei kommt eine an einer Punktfläche des Spiralelements 12 eingesetzte Stirndichtung 17 zum Anliegen an der Innenfläche der Endplatte 15, und eine an einer Punktfläche des Spiralelements 16 eingesetzte Stirndichtung 18 zum Anliegen an der Innenfläche der Endplatte 11. Die Seitenflächen der Spiralelemente 12 und 16 berühren sich in den Punkten a, b, c und d, so daß sie eine Anzahl Verdichtungsräume 19a und 19b bilden, die nahezu punktsymmetrisch zum Mittelpunkt der Spirale sind, wie in Fig. 10 dargestellt ist.
  • Eine Antriebsbuchse 21 läuft, geführt in einem Lager 23 in einer in der Mitte an der Außenfläche der Endplatte 15 hervorstehenden zylindrischen Nabe 20, um, und ein exzentrischer Zapfen 25, der an der Innenseite der Hauptwelle 7 außermittig vorsteht, ist drehbar in eine in der Antriebsbuchse 21 gebohrte exzentrische Bohrung 24 eingesetzt. Des weiteren befindet sich eine Ausgleich masse 27 an der Antriebsbuchse 21.
  • Ein Mechanismus 26 zur Verhinderung der Rotation auf seiner Achse, der zudem als Drucklager dient, ist zwischen einer an der Außenseite der Endplatte 15 vorhandenen äußeren Kante am Umfang und einer Innenfläche der stirnseitigen Endplatte 4 angeordnet.
  • Läuft die Hauptwelle 7 nun um, so wird das umlaufende Spiralverdichtungselement 14 über einen Antriebsmechanismus, bestehend aus dem exzentrischen Zapfen 25, der Antriebsbuchse 21 und der Nabe 20 u.ä., in Bewegung versetzt, und das umlaufende Spiralverdichtungselement 14 läuft in einer solaren Bewegung auf einer kreisförmigen Umlaufbahn mit einem Drehradius der solaren Bewegung, d.h. mit dem Maß der Außermittigkeit zwischen der Hauptwelle 7 und dem exzentrischen Zapfen 25 um, wobei es durch den Mechanismus zur Verhinderung der Rotation 26 auf seiner Achse an einer Rotation um seine Achse gehindert wird. Dabei bewegen sich die Bereiche a bis d des linearen Kontakts zwischen den Spiralelementen 12 und 16 allmählich in Richtung Mittelpunkt der Spirale. Somit bewegen sich auch die Verdichtungsräume 19a und 19b in Richtung Mittelpunkt der Spirale, wobei sich ihre Volumina verringern.
  • Unter diesen zuvor beschriebenen Bedingungen wird Gas, das durch eine nicht dargestellte Saugöffnung in den Saugraum 28 gelangt ist, durch offene Bereiche an den äußeren Enden der Umfangsflächen der Spiralelemente 12 und 16 in die entsprechenden Verdichtungsräume 19a und 19b aufgenommen und gelangt bei gleichzeitiger Komprimierung in den zentralen Bereich. Das Gas strömt von da durch eine Austrittsbohrung 29 in einen Austrittsraum 31, indem es zunächst ein Austrittsventil 30 öffnet, und wird von da aus durch eine nicht dargestellte Austrittsbohrung nach außen abgegeben.
  • In der End platte 11 des feststehenden Spiralverdichtungselements 10 ist, wie in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist, ein Paar Zylinderbohrungen 32a und 32b gebohrt, von denen jeweils das eine Ende mit dem Saugraum 28 verbunden ist, wobei dieses Paar Zylinderbohrungen 32a und 32b zu beiden Seiten der Austrittsbohrung 29 und parallel zueinander angeordnet ist. Des weiteren sind in der Endplatte 11 Bypass-Bohrungen 33a und 33b zum Umleiten des komprimierten Gases über den Bypass aus dem Inneren des Paares Verdichtungsräume 19a und 19b in die oben genannten Zylinderbohrungen 32a und 32b gebohrt. Ferner sind mit Dichtungen abgedichtete und zum Gleiten in diesen Zylinderbohrungen vorgesehene Kolben 34a und 34b zum Öffnen und Schließen der Bypass-Bohrungen 33a und 33b in diese Zylinder 32a und 32b eingesetzt.
  • Des weiteren befindet sich im Bodenbereich des becherförmigen Grundgehäuses 2 ein Regelventil 38, das durch den Bodenbereich hindurchgeführt und mit Dichtungen abgedichtet ist und sich teilweise nach außen erstreckt. Dieses Regelventil 38 registriert einen Austritts- und einen Saugdruck und erzeugt einen Regeldruck, der ein Zwischendruck zwischen diesen beiden Drücken ist und als eine lineare Funktion eines niedrigen Drucks ausgedrückt werden kann.
  • Bei Vollastbetrieb des Verdichters werden die inneren Stirnflächen der Kolben 34a und 34b über Durchgangsbohrungen 39a und 39b mit dem am Regelventil 38 erzeugten Hochdruckregelgas beaufschlagt. Daraufhin überwinden die entsprechenden Kolben 34a und 34b die Federkraft von Rückstellfedern 41a und 41b, die zwischen diesen Kolben und den Federtellern 40a und 40b in zusammengedrücktem Zustand eingebaut sind, wodurch die Bypass-Bohrungen 33a und 33b geschlossen werden.
  • Andererseits nimmt, wenn die Belastung des Verdichters gleich Null ist, der Druck des Regelgases, der am Regelventil 38 erzeugt wird, ab. Dann bewegen sich die entsprechenden Kolben 34a und 34b aufgrund der Federkraft der Rückstellfedern 41a und 41b wieder zurück und nehmen die in der Figur gezeigte Stellung ein, und das komprimierte Gas strömt aus einem Paar Verdichtungsräumen 19a und 19b durch die Bypass-Bohrungen 33a und 33b und durch die Verbindungsbohrungen 42a und 42b und die in die Kolben 34a und 34b und die Zylinderbohrungen 32a und 32b gebohrten Grundbohrungen 43a und 43b, in den Saugraum 28.
  • Somit erfolgt die Fördermengenregelung entsprechend der Belastung des oben beschriebenen Verdichters mit Spiralverdichtungselementen.
  • Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Verdichter sind jedoch die Verdichtungsräume 19a und 19b punktsymmetrisch zum Mittelpunkt der Spirale ausgebildet. Zur Bypass-Umleitung des Gases, das von diesen Verdichtungsräumen 19a bzw. 19b in Richtung Saugraum 28 gefördert wird, sind ein Paar Bypass-Bohrungen 33a und 33b, ein Paar Zylinderbohrungen 32a und 32b in der Endplatte 11 sowie zwei Sätze Kolben 34a und 34b mit Rückstellfedern 41a und 41b, Federtellern 40a und 40b u.a. in diesem Paar Zylinderbohrungen 32a und 32b erforderlich. Aus diesem Grunde ist man mit dem Problem konfrontiert, daß der Aufbau kompliziert wird, dabei die Anzahl der Teile und die Summe der Arbeitskosten bei der Montage wächst, die Kosten ansteigen und die Masse größer wird.
  • Da das Paar der Bypass-Bohrungen 33a und 33b gebohrt werden muß, ergibt sich auch das Problem, daß sich die Summe der Arbeitskosten insgesamt und für das Anfasen erhöht.
  • 3. Gegenstand und zusammenfassende Darstellung der Erfindung
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die unter dem Aspekt der genannten Bedingungen gemacht wurde, besteht darin, einen Verdichter mit Spiralverdichtungselementen zur Lösung der oben beschriebenen Probleme zur Verfügung zu stellen. Der genannte Verdichter mit Spiralverdichtungselementen ist durch die Merkmale von Anspruch 1 gekennzeichnet.
  • Die Funktionsweise des feststehenden Spiralverdichtungselements und der Fördermengenregelungseinheit wird durch die Erfindung vereinfacht, und die Kosten des Verdichters lassen sich beachtlich verringern.
  • 4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Zeichnungen zeigen folgendes:
  • Fig. 1 bis Fig. 7 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die einzelnen Figuren folgendes darstellen:
  • Fig. 1 einen Teillängsschnitt;
  • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht II-II in Fig. 1;
  • Fig. 3 einen Schnitt III-III in Fig. 6;
  • Fig. 4 eine Ansicht IV-IV in Fig. 6;
  • Fig. 5 einen Schnitt V-V in Fig. 4;
  • Fig. 6 einen Schnitt VI-VI in Fig. 4; und
  • Fig. 7 eine Ansicht VII-VII in Fig. 5.
  • Fig. 8 bis Fig. 10 zeigen ein Beispiel eines herkömmlichen Verdichters mit Spiralverdichtungselement, wobei die einzelnen Figuren folgendes darstellen:
  • Fig. 8 einen Längsschnitt;
  • Fig. 9 einen Teilschnitt IX-IX in Fig. 10 und
  • Fig. 10 einen Schnitt X-X in Fig. 8.
  • 5. Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
  • Fig. 1 bis Fig. 7 zeigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform.
  • In einer Endplatte 11 eines feststehenden Spiralverdichtungselements 10 ist ein Paar Bypass-Bohrungen 33a und 33b gebohrt, die mit Verdichtungsräumen 19a und 19b verbunden sind. Eine Fördermengenregelungseinheit so ist so angeordnet, daß sie die Außenfläche der Endplatte 11 des feststehenden Spiralverdichtungselelements 10 berührt. Befestigt ist die Fördermengenregelungseinheit 50 in einem Gehäuse 1 durch Einsetzen eines daran befindlichen und mit einer Vertiefung versehenen Befestigungsbereichs 51 in einen an dem feststehenden Spiralverdichtungselement 10 vorhandenen vorstehenden Befestigungsbereich 10a, wobei eine Schraube 13 vorgesehen ist, die eine Länge entsprechend der Tiefe der in die Fördermengenregelungseinheit gebohrten Schraubenbohrung 52 hat, und durch Einschrauben des Schraubenendes in das feststehende Spiralverdichtungselement 10.
  • Das Innere des Gehäuses 1 ist in einen Saugraum 28 und einen Austrittsraum 31 geteilt, indem die hintere äußere Umfangsfläche der Fördermengenregelungseinheit 50 an der inneren Umfangsfläche eines becherförmigen Grundgehäuses 2 anliegt, wobei die Verbindung zwischen beiden Umfangsflächen abgedichtet ist.
  • Im mittleren Teil der Födermengenregelungseinheit so ist eine Austrittsbohrung 53 gebohrt, die mit einer Austrittsbohrung 29 verbunden ist, wobei die Austrittsbohrung 53 mit Hilfe eines an der Außenfläche der Fördermengenregelungseinheit 50 mittels einer Schraube 36 befestigten Austrittsventils 30 mit Befestigungslasche 35 geöffnet und geschlossen wird.
  • Auf einer Seite der Austrittsbohrung 53 ist ein Zylinder 54 in Form einer Grundbohrung gebohrt, parallel zur Zylinderbohrung 54 auf der anderen Seite ist ein Hohlraum 55 in Form einer Grundbohrung gebohrt, und die Öffnungsseiten der Zylinderbohrung 54 bzw. des Hohlraums 55 stehen jeweils mit dem Saugraum 28 in Verbindung.
  • In die Zylinderbohrung 54 ist ein becherförmiger Kolben 56 mit einer Dichtung abgedichtet und beweglich eingesetzt, und auf der einen Seite des Kolbens 56 ist ein Regelungsdruckraum 80 vorgesehen, und ein auf der anderen Seite abgegrenzter Raum 81 steht mit dem Saugraum 28 in Verbindung. Der Kolben 56 wird durch eine Spiralfeder 83, die zwischen dem Kolben 56 und einem Federteller 82 eingesetzt ist, in Richtung Regelungsdruckraum 80 gedrückt. Eine Ringnut 93, die an der äußeren Umfangsfläche des Kolbens 56 hergestellt ist, steht ständig über eine Anzahl Bohrungen 94 mit dem Raum 81 in Verbindung.
  • Zum anderen ist in dem Hohlraum 55 ein Steuerschieber 58 eingesetzt, und indem jeweils ein Zwischenraum zwischen dem Hohlraum 55 und dem Steuerschieber 58 durch O- Ringe 59, 60, 61 und 62 abgetrennt wird, werden ein Raum für atmosphärischen Druck 63, ein Niedrigdruckraum 64, ein Regelungsdruckraurn 65 und ein Hochdruckraum 66 gebildet. Der Raum für atmosphärischen Druck 63 steht mit der Umgebungsluft außerhalb des Gehäuses 1 über eine Durchgangsbohrung 67 und eine nicht dargestellte Leitung in Verbindung. Der Niedrigdruckraum 64 ist mit dem Saugraum 28 über eine Durchgangsbohrung 68, der Regelungsdruckraum 65 mit dem Regelungsdruckraum 80 über eine Durchgangsbohrung 69, eine Nut 70 und eine Durchgangsbohrung 71 und der Hochdruckraum 66 mit dem Austrittsraum 31 über eine Durchgangsbohrung 72 verbunden.
  • Somit registriert der Steuerschieber 58 einen hohen Druck HP im Austrittsraum 31 und einen niedrigen Druck LP im Saugraum 28 und erzeugt einen Regeldruck AP, der einem mittleren Wert zwischen diesen Drücken entspricht und als eine lineare Funktion eines niedrigen Drucks LP ausgedrückt werden kann.
  • Wie in Fig. 7 gezeigt, sind die Nuten 70, 90 und 91, eine erste Nut 86, eine zweite Nut 87 und eine dritte Nut 88 in die Innenfläche der Fördermengenregelungseinheit 50 eingearbeitet. Ein Dichtungsmaterial 85 ist in eine Dichtungsnut 84 eingesetzt, die in den stehengebliebenen Teil 57, der die erste, zweite und dritte Nut 86, 87 und 88 umgibt, eingearbeitet wurde. Dadurch daß dieses Dichtungsmaterial 85 an der Außenfläche der Endplatte 11 des feststehenden Spiralverdichtungselements 10 zum Anliegen kommt, werden diese erste, zweite und dritte Nut 86, 87 und 88 zwischen der Fördermengenregelungseinheit 50 und der Außenfläche der Endplatte 11 gebildet und mit Hilfe des Dichtungsmaterials 85 voneinander abgetrennt. Die erste Nut 86 steht mit den Regelungsdruckräumen 65 und 80 über die Nut 70 und die Durchgangsbohrungen 69 und 71 in Verbindung, die zweite Nut 87 ist mit den Verdichtungsräumen 19a und 19b verbunden, denen der Druck über ein Paar in der End platte 11 gebohrte Bypass- Bohrungen 33a und 33b zugeführt wird, und ist zudem mit dem Raum 81 der Zylinderbohrung 54 über Durchgangsbohrungen 89a und 89b verbunden, und die dritte Nut 88 ist mit einer Austrittsöffnung 53 über die Nuten 90 und 91 sowie mit dem Raum 81 des Zylinders 54 über eine Verbindungsbohrung 92 verbunden.
  • Die Bypass-Bohrungen 33a und 33b sind übrigens so angeordnet, daß sie mit den Verdichtungsräumen 19a und 19b für den Zeitraum in Verbindung stehen, bis die Verdichtungsräume nach erfolgtem Ansaugen des Gases einen Verdichtungsprozeß beginnen, und sich ihr Volumen auf 50 % verringert hat.
  • Der sonstige Aufbau entspricht der herkömmlichen Maschine, die in den Figuren 8 bis 10 dargestellt ist, und die Teile sind jeweils mit gleichen Positionsnummern gekennzeichnet.
  • Bei Betrieb des Verdichters ohne Last wird der Regeldruck AP, der am Steuerschieber 58 erzeugt wird, herabgemindert. Wird der Regeldruck AP über die Durchgangsbohrung 69, die Nut 70 und die Durchgangsbohrung 71 dem Regelungsdruckraum 80 zugeführt, so wird der Kolben 56 durch eine Rückstellkraft einer Spiralfeder 83 beaufschlagt und nimmt die in Fig. 3 dargestellte Position ein. Da die Verbindungsbohrungen 89a und 89b und die Verbindungsbohrung 92 geöffnet sind, dringt Gas, das in den Verdichtungsräumen 19a und 19b verdichtet wird, durch die Bypass-Bohrungen 33a und 33b, die zweite Nut 87 und die Verbindungsbohrungen 89a und 89b in den Raum 81 ein. Andererseits tritt Gas aus dem Verdichtungsraum, der den Mittelpunkt der Spirale erreicht hat, d.h. Gas nach der Verdichtung, durch eine Austrittsbohrung 29, die Austrittsbohrung 53, die dritte Nut 88, die Nuten 90 und 91 und die Verbindungsbohrung 92 in den Raum 81 ein. Diese Gase vereinigen sich im Raum 81 und werden in den Saugraum 28 abgegeben. Somit ist die Fördermenge des Verdichters gleich Null.
  • Bei Vollastbetrieb des Verdichters erzeugt der Steuerschieber 58 einen hohen Regeldruck AP. Der hohe Regeldruck AP wird im Raum 80 wirksam und beaufschlagt die innere Stirnfläche des Kolbens 56. Dadurch überwindet der Kolben 56 die Federkraft der Spiralfeder 83, bewegt sich rückwärts und nimmt eine Stellung ein, in der seine äußere Stirnfläche am Federteller 82 anliegt, d.h. eine Stellung, die in Fig. 2 gezeigt ist. In diesem Zustand sind die Verbindungsbohrungen 89a und 89b und die Verbindungsbohrung 92 durch den Kolben 56 versperrt. Somit strömt das Gas, das in den Verdichtungsräumen 19a und 19b komprimiert wird und den Verdichtungsraum im mittleren Bereich der Spirale erreicht, durch die Austrittsbohrung 29 und die Austrittsbohrung 53 und öffnet das Austrittsventil 30, so daß es in den Austrittsraum 31 gelangt, und wird dann über die nicht dargestellte Austrittsöffnung nach außen abgegeben.
  • Bei einer Verringerung der Fördermenge des Verdichters wird im Steuerschieber 58 ein Regeldruck AP erzeugt, der einer bestimmten Abnahmegeschwindigkeit entspricht. Wenn dieser Regeldruck AP über den Raum 80 auf die innere Stirnfläche des Kolbens 56 wirkt, kommt der Kolben 56 in einer Stellung zum Stillstand, in der die Druckkraft des Regeldrucks AP und die Federkraft der Spiralfeder 83 gleich groß sind. Wenn der Regeldruck AP niedrig ist, sind nur die Verbindungsbohrungen 89a und 89b geöffnet und das Gas, das in den Verdichtungsräumen 19a und 19b komprimiert wird, wird in der Menge in den Saugraum abgegeben, die der Öffnungsweite der Verbindungsbohrungen 89a und 89b entspricht, und die Fördermenge des Verdichters wird auf 50 % verringert, wenn die Verbindungsbohrungen 89a und 89b vollständig geöffnet sind. Nimmt der Regeldruck AP weiter ab, so wird die Verbindungsbohrung 92 geöffnet, und die Fördermenge des Verdichters wird gleich Null, wenn sie vollständig geöffnet ist. Auf diese Weise ist es möglich, die Fördermenge des Verdichters zwischen 0 bis 100 % linear zu variieren.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform sind die dritte Nut 88, die Nuten 90 und 91, die Verbindungsbohrung 92, die Ringnut 93 und die mit der Austrittsbohrung 29 verbundene Bohrung 94 vorgesehen, auf sie kann allerdings auch verzichtet werden. In diesem Falle läßt sich die Fördermenge des Verdichters zwischen 50 und 100 % verändern. Zudem ist es möglich, den Bereich der Fördermengenänderung des Verdichters variabel einzustellen, indem die Anordnung der Bypass-Bohrungen 33a und 33b entsprechend geändert wird.
  • Ferner ist es möglich, die Nuten 86 bis 88 an der Innenfläche der Fördermengenregelungseinheit 50 auszuführen.
  • Erfindungsgemäß ist in einer Endplatte eines feststehenden Spiralverdichtungselements ein Paar Bypass-Bohrungen gebohrt, die mit dem Verdichtungsraum verbunden sind, und ist eine Innenfläche einer Fördermengenregelungseinheit, die von dem feststehenden Spiralverdichtungselement getrennt angeordnet ist, so ausgeführt, daß sie an der Außenfläche der Endplatte des feststehenden Spiralverdichtungselements anliegt, so daß eine Nut entsteht, die die Verbindung zwischen dem Paar Bypass-Bohrungen herstellt, ist in der Fördermengenregelungseinrichtung eine Zylinderbohrung vorgesehen, die mit einem in dem Gehäuse gebildeten Saugraum in Verbindung steht, und ist in der Zylinderbohrung ein abgedichteter Kolben gleitend eingesetzt, der eine mit der Nut verbundene Verbindungsbohrung öffnet und schließt. Auf diese Weise ist je ein Zylinder mit einem Kolben ausreichend, und die Fördermengenregelungseinheit kann getrennt vom feststehenden Spiralverdichtungselernent hergestellt werden, es kann zudem eine Nut ausgebildet werden, indem die Innenfläche der Fördermengenregelungseinheit zum Anliegen an der Außenfläche der Endplatte des feststehenden Spiralverdichtungselements gebracht wird. Auf diese Weise wird die Herstellung eines feststehenden Spiralverdichtungselernents und einer Fördermengenregelungseinheit einfacher, die Kosten eines Verdichters lassen sich beachtlich reduzieren.

Claims (1)

  1. (1) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen, bei dem ein feststehendes Spiralverdichtungselement (10) und ein umlaufendes Spiralverdichtungselement (14), gebildet durch Befestigen von Spiralelementen (12,16) an einer Innenfläche einer Endplatte (11, 15), miteinander unter einem Winkelversatz in Eingriff gebracht werden, so daß sie zu einem Mittelpunkt einer Spirale punktsymmetrisch eine Anzahl von Verdichtungsräumen (19a, 19b) entstehen lassen, das feststehende Spiralverdichtungselement 10 in einem Gehäuse 1 untergebracht ist und das umlaufende Spiralverdichtungselement mit Hilfe eines Mechanismus für den Drehbewegungsantrieb (25) in eine solare Bewegung versetzt wird, während eine Rotation auf seiner Achse durch einen Mechanismus zur Rotationsverhinderung 26 verhindert wird, wobei sich die Verdichtungsräume (19a, 19b) in Richtung Mittelpunkt der Spirale bewegen und sich dabei ihr Volumen verringert, so daß Gas komprimiert wird und auf diese Weise das komprimierte Gas aus einer in einer Endplatte (11) des feststehenden Spiralverdichtungselements (10) vorhandenen Austrittsbohrung (29) in einen in dem Gehäuse gebildeten Austrittsraum (31) abgegeben wird, wobei eine erste mit Regelungsdruckräumen (65, 80) über Bohrungen (69, 71) in Verbindung stehende Nut (86) an der Innenseite einer Fördermengenregelungseinheit (50) vorgesehen ist, und wobei ferner ein Paar mit den Verdichtungsräumen (19a, 19b) verbundene Bypass-Bohrungen (33a, 33b) in die Endplatte (11) des feststehenden Spiralverdichtungselements (10) gebohrt ist, eine Innenfläche einer getrennt vom feststehenden Spiralverdichtungselement angeordneten Fördermengenregelungseinheit (50) Stoß an Stoß mit der Außenfläche der Endplatte (11) des feststehenden Spiralverdichtungselements verbunden wird, eine zweite mit dem Paar Bypass-Bohrungen (33a, 33b) in Verbindung stehende Nut (87) zwischen diesen auf der Seite der Fördermengenregelungseinheit (50) eingearbeitet ist, die Fördermengenregelungseinheit eine Zylinderbohrung (54) aufweist, die mit einem in dem Gehäuse gebildeten Saugraum (28) verbunden ist, und ein mit einer Abdichtung versehener Kolben (56), der mit Hilfe eines Regeldrucks entsprechend der Last des Verdichters betätigt wird, in die Zylinderbohrung (54) gleitend eingesetzt ist, so daß eine erste Verbindungsbohrung (89a, 89b), die mit der zweiten Nut (87) verbunden ist, mittels dieses Kolbens (56) geöffnet und geschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenfläche der Fördermengenregelungseinheit (50) eine mit der Austrittsbohrung (29) in Verbindung stehende dritte Nut (88) gebildet wird, daß zudem eine zweite mit der dritten Nut (88) und der daß die zweite Verbindungsbohrung (92) durch den Kolben (56) geöffnet und geschlossen wird.
    (2) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß das Paar Bypass-Bohrungen (33a, 33b) an Stellen gebohrt ist, an denen die Fördermenge des Verdichters 50 % entspricht.
    (3) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar Bypass-Bohrungen (33a, 33b) an Stellen gebohrt ist, an denen die Fördermenge des Verdichters bei 50 % liegt, und daß zudem die dritte Nut (87) sowie die zweite Verbindungsbohrung (92), die beide mit der Austrittsbohrung in Verbindung stehen, vorhanden sind und daß die erste und die zweite Verbindungsbohrung nacheinander durch den Kolben geöffnet und geschlossen werden, wodurch die Fördermenge des Verdichters stufenlos zwischen 100 und 0 % verändert wird.
    (4) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (3), dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nut (57) und die dritte Nut (88) durch ein in eine Dichtungsnut (84) in der Innenfläche der Fördermengenregelungseinheit (50) eingesetztes Dichtungsmaterial (85) voneinander abgetrennt werden.
    (5) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial (85) geformt wird, indem ein äußerer peripherer Bereich, der die Saugraumseite abtrennt, sowie ein Abtrennbereich, der die zweite und dritte Nut (87, 88) abtrennt, in einem Stück geformt werden.
    (6) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, daß ein Kolbenschieber (56), der den Bypass-Kanal öffnet und schließt, vorgesehen ist und ein Steuerschieber (58), der einen Austritts- und einen Saugdruck registriert und einen Regeldruck zur Betätigung des Kolbenschiebers erzeugt, getrennt vom feststehenden Spiralverdichtungselement ausgeführt ist und die Fördermengenregelungseinheit in engen Kontakt mit der Außenfläche der Endplatte des feststehenden Spiralverdichtungselements kommt und unbeweglich im Gehäuse eingebaut ist.
    (7) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenschieber und der Steuerschieber parallel zueinander eingebaut sind.
    (8) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (6), dadurch gekennzeichnet, daß:
    in der Fördermengenregelungseinheit (50) eine mit dem Austrittsraum (31) in Verbindung stehende Durchgangsbohrung (72) zur Zuführung eines Austrittsdrucks und eine mit dem Saugraum (28) in Verbindung stehende Durchgangsbohrung (68) zur Zuführung eines Saugdrucks in den Steuerschieber (58) vorhanden sind; und
    ein Kanal zur Zuführung des Regeldrucks von dem Steuerschieber (58) zu einem Ende des Kolbenschiebers in Form einer an der Kontaktfläche mit dem feststehenden Spiralverdichtungselement der Fördermengeregelungseinheit vorhandenen Nut (70) ausgeführt ist, eine mit der Nut (70) in Verbindung stehende Durchgangsbohrung (69) ausgeführt und mit dem Regeldruckraum (65) des Steuerschiebers verbunden ist und eine mit einem Ende des Kolbenschiebers in Verbindung stehende Durchgangsbohrung (71) vorhanden ist.
    (9) Verdichter mit Spiralverdichtungselementen nach Anspruch (7), dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Austrittsbohrung (29) verbundene Austrittsbohrung (53) zwischen dem Kolbenschieber (56) und dem Steuerschieber (58) der Fördermengenregelungseinheit (50) vorhanden ist und ein Austrittsventil (30) an der Austrittsbohrung (53) auf der Seite der Austrittsöffnung (31) eingebaut ist.
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