DE69217362T2

DE69217362T2 - Hermetischer verdichter

Info

Publication number: DE69217362T2
Application number: DE69217362T
Authority: DE
Inventors: Koshi - - Hamada; Akihiko - Kubota; Hiroshi - - Sasano
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 1992-03-03
Filing date: 1992-03-03
Publication date: 1997-08-14
Anticipated expiration: 2012-03-04
Also published as: EP0582712A1; EP0582712A4; DE69217362D1; WO1993018304A1; US5558508A; JP3110455B2; EP0582712B1

Description

Übersetzung der Beschreibung:

Die vorliegende Erfindung betrifft einen luftdichten Verdichter. Heutzutage besteht ein zunehmendes Bedürfnis an einer Verbesserung der Verdichterleistung eines luftdichten Verdichers der hin- und hergehenden Bauart, der in einem Kühlsystem benutzt wird.
Ein derartiger luftdichter Verdichter ist in der JP-A-3- 78581 offenbart. Der Verdichter umfaßt eine Ventilplatte mit zwei Auslaßöffnungen. Die Auslaßöffnungen sind auf einer Auslaßseite durch einen zentralen Bereich eines Federventils abgedichtet, das durch einen Anschlag in seiner Stellung festgelegt ist. Der Anschlag ist seinerseits durch ein Abdeckteil festgelegt, das mit Bolzen an der Ventilplatte befestigt ist. Die axiale Länge der Auslaßöffnungen entspricht der Dicke der Ventilplatte.
Ein anderer luftdichter Verdichter ist in der JP-Y2-55- 28913 gezeigt. Dieser umfaßt ebenfalls eine Ventilplatte mit zwei Auslaßöffnungen und eine durch einen Anschlag festgelegte Feder. Die Feder wirkt auf eine Dichtungsscheibe, die im Gebrauch die Auslaßöffnungen abdichtet. Wenn aus einem Zylinder des Verdichters Gas ausgestoßen wird, dann hebt die Dichtungsscheibe von der Ventilplatte axial ab, so daß die Feder verformt wird. Die Feder berührt die Dichtungsscheibe in einem zentralen Bereich derselben, der von den Auslaßöffnungen beabstandet ist. Die axiale Länge der Auslaßöffnungen entspricht der Dicke der Ventilplatte.
Noch ein anderer luftdichter Verdichter ist in der FR-A-2 655 135 gezeigt. Bei diesem fehlt eine Dichtungsplatte mit einer Auslaßöffnung. Die Auslaßöffnung ist in einer Ausnehmung der Ventilplatte angeordnet. Ein in der Ausnehmung angeordnetes Auslaß-Membranventil dichtet die Auslaßöffnung ab. Eine Feder drückt auf eine von der Auslaßöffnung abgekehrte Seite des Auslaß-Membranventils. Die Feder drückt auf einen Bereich des Auslaß-Membranventils, der von der Auslaßöffnung beabstandet ist. Die Feder wirkt auch als Anschlag für das Auslaß-Membranventil.
Die US-A-4 723 896 offenbart noch einen anderen luftdichten Verdichter. Bei diesem Verdichter ist das Volumen einer in einer Ventilplatte angeordneten Auslaßöffnung klein ausgebildet, um die Verdicherleistung zu verbessern. Ferner ist ein Membranventil über der Auslaßöffnung der Ventilplatte angeordnet, und eine Stützfeder, ein Ventilanschlag und eine Haltefeder sind auf dem Membranventil angeordnet, so daß diese Teile vorübergehend festgelegt sind. Wenn ein Zylinderkopf an einem Zylinderblock befestigt wird, dann wird die Haltefeder zusammengedrückt, um den Zylinderkopf an dem Zylinderblock zu befestigen. Die Stützfeder berührt das Membranventil an einem Halsbereich desselben, der von dem Auslaßventil beabstandet ist.
Bei dem Verdichter nach der US-A-4 723 896 tritt die Schwierigkeit auf, daß es, wenn der Zylinderkopf vom Zylinderblock abgenommen ist, nicht möglich ist, zu prüfen, ob das Membranventil zum Schließen der Auslaßöffnung und die Federmembran zum Vorspannen des Membranventils in Schließrichtung so angeordnet sind, daß sie ordnungsgemäß arbeiten.
Bei einer Maschine mit größerem Zylinderinhalt, die nur eine einzige Auslaßöffnung hat, kann auch der Überverdichtungsverlust ansteigen, was eine Verringerung der Verdichterleistung zur Folge hat. Der Überverdichtungsverlust erklärt sich folgendermaßen. Wenn der Druck in einem Zylinder einen hohen Wert erreicht und dieser hohe Druck den Öffnungsdruck des Auslaß- Membranventils geringfügig übersteigt, dann öffnet das Auslaß- Membranventil. Der kleine Unterschied zwischen dem hohen Druck und dem Öffnungsdruck des Auslaß-Membranventils bedingt den Überverdichtungsverlust.
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen luftdichten Verdichter mit verbesserter Verdichterleistung zu schaffen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein luftdichter Verdichter geschaffen, umfassend: einen luftdichten Behälter; einen in dem Behälter federnd gelagerten Zylinderblock, wobei der Zylinderblock einen Zylinder mit einem offenen Ende aufweist; einen Kolben innerhalb des Zylinders; einen auf dem Zylinderblock angebrachten Motor zum Hin- und Herbewegen des Kolbens in dem Zylinder; eine Ventilplatte, die an dem Zylinderblock am offenen Ende desselben befestigt ist; und eine längliche Ausnehmung, die in der von dem Kolben abgekehrten Seite der Ventilplatte ausgebildet ist; wobei die Ventilplatte eine Auslaßöffnung hat, die in das Innere der Ausnehmung mündet; eine Auslaßmembran, die in der Ausnehmung angeordnet ist, wobei die Auslaßmembran einen Abdichtbereich zum Abdichten der Auslaßöffnung hat; eine Federmembran, die gegen die von der Auslaßöffnung abgekehrte Seite der Auslaßmembran drückt; einen an der Ventilplatte befestigten Anschlag, der die Federmembran festlegt; einen Zylinderkopf mit einer Auslaßkammer, die den Anschlag, die Federmembran, die Auslaßmembran und die Ausnehmung überdeckt; und wobei die Auslaßöffnung an der Innenseite der Ausnehmung einen ringförmigen Auslaßventilsitz aufweist, wobei auf der von der Auslaßöffnung abgekehrten Seite der Ausnehmung eine Stufe ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Bereich der Feder den Abdichtbereich der Auslaßmembran an den Ventilsitz der Auslaßöffnung andrückt, wenn der Anschlag an der Ventilplatte befestigt ist.
Diese und andere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeichnungen. Es zeigt:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen luftdichten Verdichter gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine in Fig. 1 gezeigte Verdichtereinheit,
Fig. 3 einen Querschnitt nach der Linie A-A in Fig. 2,
Fig. 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Ventilplatte gemäß der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 5 einen Querschnitt, der eine Auslaßmembran der vorliegenden Erfindung zeigt, die geschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnungen ausführlich erläutert.
Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein luftdichter Behälter bezeichnet, der erhalten wird durch Einsetzen eines oberen Behälters 1a in den Umfang eines unteren Behälters 1b und durch Verschweißen des Verbindungsbereichs. Eine als Antriebsquelle dienende Motoreinheit 2 und eine Verdichtereinheit 3 zum Verdichten eines Kältemittelgases sind in dem luftdichten Behälter 1 elastisch aufgehängt.
Die Motoreinheit 2 umfaßt einen Stator 4, einen Rotor 5 und eine Kurbelwelle 6, auf die der Rotor 5 aufgesteckt ist.
Die Verdichtereinheit 3 ist unter der Motoreinheit 2 angeordnet und befestigt einen Zylinderblock 9, der einen Zylinder 8 mit einer Öffnung 7 hat, und ein Stützteil 10 zum Stützen der Kurbelwelle 6 der Motoreinheit 2 über eine Schraube N. Ein Kolben 11 und ein Kurbelzapfen 12 der Kurbelwelle 6 sind über eine Pleuelstange 13 verbunden, um den in dem Zylinder 8 aufgenommen Kolben 11 hin und her zu bewegen.
Ein an die Unterseite der Kurbelwelle 6 angeschlossenes Ölzuführrohr 19 führt das am Boden des unteren Behälters 1b gesammelte Schmieröl durch die Rotation der Kurbelwelle 6 einer Maschine zu.
Ein an dem unteren Behälter 1b des luftdichten Behälters 1 befestigter Stützbolzen 14 und ein Stützbolzen 15 stützen den Zylinderblock 9 der Verdichtereinheit 3 mit Hilfe einer Druckfeder 16 elastisch ab.
Eine an dem unteren Behälter 1b angebrachte Anschlußbuchse 17 ist durch ein Stromkabel 18 mit dem Stator 4 der Motoreinheit 2 verbunden.
Eine Ventilplatte 20 verschließt die Öffnung 7 des Zylinders 8 des Zylinderblocks 9. Die Ventilplatte 20 positioniert eine Dichtscheibe 21 und eine Ansaugmembran 22 neben der Öffnung 7 und eine Kopfdichtung 23 und einen Zylinderkopf 24 in Abstand von der Öffnung 7 und befestigt die vier Ecken über Schrauben NA.
Eine Ansaugkammer 25 und eine Auslaßkammer 26 werden in dem Zylinderkopf 24 neben der Ventilplatte 20 gebildet. Ein Ansaugdämpfer 27 aus Kunststoff ist mit der Ansaugkammer 25 verbunden. Der Ansaugdämpfer 27 ist mit dem Ansaugbereich des Kühlsystems außerhalb des luftdichten Behälters 1 verbunden.
Eine in den Zylinder 8 mündende Ansaugöffnung ist in der Ventilplatte 20 ausgebildet und der Ansaugkammer 25 zugekehrt. Zwei in den Zylinder mündende Auslaßöffnungen 29 sind gleichfalls in der Ventilplatte 20 ausgebildet und der Auslaßkammer 26 zugekehrt.
Die Ansaugmembran wird von einer flachen Platte gebildet und ist so konstruiert, daß der Umfang derselben beseitigt ist, um einen Ansaugventilbereich 30 zu belassen, und Öffnungen 31 zur Aufnahme der Schrauben NA sind an den vier Ecken derselben ausgebildet.
In der von dem Kolben 11 abgekehrten Seite der Ventilplatte 20 ist eine längliche Ausnehmung 32 ausgebildet. Die Auslaßöffnungen 29 sind in der Ausnehmung 32 angeordnet. Ringförmige Auslaßventilsitze sind koaxial zu den Auslaßöffnungen innerhalb der Ausnehmung 32 angeordnet. Die Höhe der Auslaßventilsitze 33 ist kleiner als die Tiefe der Ausnehmung 32.
Auslaßmembranen 34 haben jeweils einen Abdichtbereich 35 an einem Ende, der den Umfang eines zugeordneten Auslaßventilsitzes 33 bedeckt, und einen Ansatz 36 am anderen Ende. In der Ausnehmung 32 sind nahe den Enden 37 zwei nach innen ragende Vorsprünge 38 jeweils zwischen einer zugeordneten Auslaßöffnung 29 und einem Ende 37 der Ausnehmung 32 ausgebildet. Die Ansätze 36 einer jeder Auslaßmembran 34 sind in die von den Vorsprüngen 38 und den Enden 37 gebildeten Räume eingesetzt. Die Auslaßmembranen 34 sind sowohl vertikal als auch horizontal symmetrisch ausgebildet, so daß die Vorder- oder die Rückseite der Auslaßmembranen von der Ausnehmung 32 aufgenommen werden kann. Stufen 39, deren Höhe im wesentlichen derjenigen der Auslaßventilsitze 33 entspricht, sind an den an die Ansätze 36 angrenzenden Bereichen der Ausnehmung 32 ausgebildet. Die Auslaßmembranen 34 liegen jeweils an einer zugeordnete Stufe 39 und an einem Auslaßventilsitz an.
Eine Federmembran 40 ist aus einem Federmetall gebildet, wobei beide Enden 41 abgewinkelt sind, und sie ist kürzer als der Längsabstand zwischen den beiden Enden der länglichen Ausnehmung 32. Die Federmembran 40 wird mit den Auslaßmembranen 34 in die Ausnehmung 32 eingesetzt, und die beiden Enden der Federmembran 40 werden mit den Enden der Auslaßmembran 34 in Berührung gebracht.
Ein Anschlag 42 hat Flächen 44 zum Andrücken von Knicken 43 der Federmembran 40 und einen Befestigungsbereich 45 zum Befestigen der Ventilplatte 20. Bereiche der Flächen 44 ragen in die Ausnehmung 32 hinein. Der Befestigungsbereich 45 hat zwei Öffnungen 46, die mit Öffnungen 47 der Ventilplatte 20 fluchten, so daß der Befestigungsbereich 45 und Ventilplatte 20 durch Nieten 48 verbunden werden können. In der vor der Ausnehmung 32 abgekehrten Seite der Ventilplatte 20 ist eine Ausnehmung 49 ausgebildet, die die Nieten 48 aufnimmt, so daß diese nicht vorspringen. Wenn der Anschlag 42 an der Ventilplatte 20 befestigt wird, dann wird die Federmembran verformt, so daß sie die Auslaßmembranen 34 an die Auslaßventilsitze 33 in wesentlichen mit einem mittleren Bereich derselben andrückt, wie in Fig. 3 gezeigt. Dieses Andrücken bestimmte den Öffnungsdruck der Auslaßöffnungen 29 durch die Auslaßmembranen 34. Wenn die Federmembran 40 die Auslaßmembranen 34 an die Auslaßventilsitze 33 andrückt, dann werden zwischen den Enden der Federmembran 40 und den Enden 37 kleine Spalten gebildet.
Eine Öffnung 50 des Anschlags 42 ist so angeordnet, daß sie die Ausnehmung 32 überlappt, damit das austretende Gas leicht in die Auslaßkammer 26 einströmen kann.
Die Kopfdichtung 23 ist zwischen den Anlageflächen der Ventilplatte 20 und des Zylinderkopfs 24 angeordnet.
An vier Ecken der Ventilplatte 20 sind Öffnungen 51 zur Aufnahme der Schrauben NA angeordnet.
Bei einem in dieser Weise ausgebildeten Verdichter wird ein von Kühlsystem rückgeführtes Kältemittelgas der Ansaugkammer 25 des Zylinderkopfes 24 über den Ansaugdämpfer 27 zugeführt. Entsprechend der Wirkungsweise des Kolbens 11 wird das Kältemittelgas von der Ansaugöffnung 28 der Ventilplatte 20 durch das Öffnen des Ansaugventils 30 in den Zylinder eingesaugt. Wenn der Kolben 11 die Ventilplatte 20 erreicht, dann strömt das verdichtete Kältemittelgas durch die Auslaßöffnungen 29 der Ventilplatte 20 und drückt die Auslaßmembranen 34 und die Federmembran 40 weg, so daß es in die Auslaßkammer 26 des Zylinderkopfes 24 ausgestoßen und über ein (nicht gezeigtes) Verbindungsrohr dem Kühlsystem zugeführt wird.
Wie vorstehend erwähnt, sind die Auslaßmembran 34, die Federmembran 40 und der Anschlag 42 an der Ventilplatte 20 befestigt, und die Arbeitsweise der Auslaßmembranen kann bestätigt werden, wodurch eine bestimmte Wirkungsweise des Verdichters aufrechterhalten wird.
Die Auslaßöffnungen 29 sind in der Ausnehmung 32 der Ventilplatte 20 angeordnet, so daß die axiale Länge der Auslaßöffnungen kleiner ist als die Dicke der Ventilplatte 20. Das in diesen Hohlräumen bleibende Kältemittelgas kann daher verringert werden, und demzufolge kann die Verdicherleistung verbessert werden. Da mehrere Auslaßöffnungen 29 vorgesehen sein können, läßt sich eine Zunahme der Überverdichtungsverluste vermeiden. Ferner ist jede Auslaßöffnung 29 mit einer Auslaßmembran 34 versehen. Selbst wenn bei der Ausbildung der jeweiligen Auslaßventilsitze 33 ein Höhenunterschied H entsteht, wie in Fig. 5 gezeigt, dann können die Auslaßöffnungen immer noch zuverlässig abgedichtet werden. Insbesondere sind mehrere Auslaßventilsitze 33 in der auf der Ventilplatte 20 angeordneten Ausnehmung 32 ausgebildet, so daß sie ebene Flächen haben, wodurch gute Oberflächen zum Abdichten der Auslaßöffnungen 29 gewährleistet sind. Da die Auslaßmembranen 34 vertikal symmetrisch sind, ist es nicht erforderlich, besondere Teile für eine automatisierte Montage herzustellen, was eine Vereinfachung des Montagevorgangs ermöglicht.

Claims

1. Luftdichter Verdichter umfassend: einen luftdichten Behälter (1); einen in dem Behälter (1) federnd gelagerten Zylinderblock (9), wobei der Zylinderblock (9) einen Zylinder (8) mit einem offenen Ende (7) aufweist; einen Kolben (11) innerhalb des Zylinders (8); einen auf dem Zylinderblock (9) angebrachten Motor (2) zum Hin- und Herbewegen des Kolbens (11) in dem Zylinder (8); eine Ventilplatte (20), die an dem Zylinderblock (9) am offenen Ende (7) desselben befestigt ist; und eine längliche Ausnehmung (32), die in der von dem Kolben (11) abgekehrten Seite der Ventilplatte (20) ausgebildet ist; wobei die Ventilplatte (20) eine Auslaßöffnung (29) hat, die in das Innere der Ausnehmung (32) mündet; eine Auslaßmembran (34), die in der Ausnehmung (32) angeordnet ist, wobei die Auslaßmembran einen Abdichtbereich (35) zum Abdichten der Auslaßöffnung (29) hat; eine Federmembran (40), die gegen die von der Auslaßöffnung (29) abgekehrte Seite der Auslaßmembran (34) drückt; einen an der Ventilplatte (20) befestigten Anschlag (42), der die Federmembran (40) festlegt; einen Zylinderkopf (24) mit einer Auslaßkammer (26), die den Anschlag (42), die Federmembran (40), die Auslaßmembran (34) und die Ausnehmung (32) überdeckt; und wobei die Auslaßöffnung (29) an der Innenseite der Ausnehmung (32) einen ringförmigen Auslaßventilsitz (33) aufweist, wobei auf der von der Auslaßöffnung (29) abgekehrten Seite der Ausnehmung (32) eine Stufe (39) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein mittlerer Bereich der Federmembran (40) den Abdichtbereich (35) der Auslaßmembran (34) an den Ventilsitz (33) der Auslaßöffnung (29) andrückt, wenn der Anschlag (42) an der Ventilplatte (20) befestigt ist.

2. Luftdichter Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatte (20) zwei Auslaßöffnungen (29) hat.

3. Luftdichter Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Vorsprünge (38) zum Festlegen der Auslaßmembranen (34) jeweils zwischen einer zugeordneten Auslaßöffnung (29) und einem Ende (37) der Ausnehmung (32) ausgebildet sind.

4. Luftdichter Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmembran (40) aus einem federnden Material hergestellt ist, dessen Enden (41) gekrümmt sind, wobei die Länge der Federmembran (40) zwischen diesen Enden (41) kürzer ist als der Längsabstand zwischen den Enden (37) der Ausnehmung (32).