DE69831024T2

DE69831024T2 - Spiralverdichter

Info

Publication number: DE69831024T2
Application number: DE1998631024
Authority: DE
Inventors: Toshihiko Mitsunaga; Kenzo Matsumoto; Kazuyoshi Sugimoto; Takahiro Nishikawa; Kazuaki Fujiwara; Kazuya Sato; Takashi Sato
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1997-09-26
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2018-09-17
Also published as: ES2246025T3; ES2246024T3; DE69831023D1; DE69831024D1; EP1319838B1; EP1319839B1; JPH11101187A; EP1319838A1; JP3448469B2; DE69831023T2; EP1319839A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralkompressor, der an einer Klimaanlage, einer Kältemittelmaschine etc. montiert ist, und insbesondere einen Spiralkompressor, der so ausgebildet ist, dass er komprimiertes Gas, das in einer Anzahl von Kompressionskammern, die durch den Eingriff zwischen einem stationären Rad und einem Drehrad gebildet sind, komprimiert worden ist, aus einem hermetischen Gehäuse ausgegeben werden kann.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Ein Spiralkompressor, der für einen Kühlzyklus in einer Klimaanlage oder dergleichen verwendet wird, ist, wie in der 4 gezeigt, konstruiert, wie dies beispielsweise in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 7-99150 offenbart ist.
Ein zylindrisches hermetisches Gehäuse 101, das an beiden Enden geschlossen ist, enthält ein elektrisches Element 102 und ein Spiralkompressionselement 103. Das elektrische Element 102 besteht aus einem Stator 104, der an der Innenwandfläche des hermetischen Gehäuses 101 befestigt ist, und einem Rotor 105, der drehbar in dem Stator 104 gelagert ist, einer Drehwelle 106, die mit dem Rotor 105 in durch diesen hindurchgehender Art und Weise verbunden ist. Ein Ende der Drehwelle 106 ist in einem Halte rahmen 107, der teilweise das Spiralkompressionselement 103 bildet, drehbar gelagert. Das andere Ende der Drehwelle 106 steht an dem Rotor 5 nach außen vor, mit ihrem distalen Ende ist eine Verstellpumpe 108, wie beispielsweise eine Drehkolbenpumpe, eine Rotationspumpe oder eine Hubkolbenpumpe, verbunden. An ein Ende der Verstellpumpe 108 ist eine Öleinlassleitung 109 angeschlossen. Das Ende der Eingangsseite der Öleinlassleitung 109 erstreckt sich nach unten, so dass diese in ein Schmiermittel "b" eintaucht, das in dem hermetischen Gehäuse 101 enthalten ist.
In die Drehwelle 106 ist in axialer Richtung eine Ölförderpassage zum Hereinnehmen des Schmiermittels "b" durch die Verstellpumpe 108 gebohrt, so dass das Schmiermittel umgewälzt wird, nachdem es den Gleitteilen, wie beispielsweise dem Halterahmen 107, zugeführt worden ist.
Der zentrale Teil eines Endes der Drehwelle 106, der im Halterahmen 107 in durch diesen hindurchgehender Art und Weise gelagert ist, ist als ein Stift oder Kurbelzapfen 110 ausgebildet, der in Bezug zu dem axialen Mittelpunkt der Drehwelle 106 exzentrisch ausgebildet ist. Mit dem Stift 110 ist ein Drehrad 111 verbunden. Das Drehrad 111 ist als eine Scheibe geformt, an einer Seitenfläche derselben ist in der Mitte ein Nabenloch 112 zum Verbinden mit dem Stift 110 ausgebildet, während an der anderen Seitenfläche des Drehrades 111 eine Spiralwicklung 113 einstückig ausgebildet ist.
An den Halterahmen 107 schließt sich ein stationäres Rad 114 an. Das stationäre Rad 114 hat an einem Teil desselben gegenüber dem Drehrad 111 eine Spiralwicklung 115 ausgebildet und hat auch eine Anzahl von Kompressionskammern 116 zwischen sich und der Wicklung 113 gebildet. Diese Kompressionskammern 116 saugen durch ihren äußeren Umfangsteil ein Kältemittelgas ein und verringern die Volumina, wenn sie sich zum Mittelpunkt hin bewegen, um das Kältemittelgas zu komprimieren.
In der Mitte des stationären Rades 114 ist eine Ausgabeöffnung 117 ausgebildet. Das stationäre Rad 114 ist mit einem Schalldämpfer 118 versehen, der die Außenseite der Ausgabeöffnung 117 umgibt.
In der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Nr. 3-175186 ist auch ein Spiralkompressor der Horizontalbauart vorgeschlagen worden. Diese Bauart verwendet keine Pumpe zum Zuführen eines Schmiermittels und gibt komprimiertes Gas in ein hermetisches Gehäuse aus; sie hat in dem Drehrad ein Durchgangsloch, um eine geeignete Kompressionskammer der Spiralkompressionselemente mit der Rückseite des Drehrades und dem Halterahmen in Verbindung zu bringen, um zwischen diesen den Druck auf einen geeigneten Druck des Mediums von beispielsweise 8 bis 9 kg/cm² einzustellen, der niedriger als der Druck von beispielsweise 15 bis 25 kg/cm² in dem hermetischen Gehäuse ist. Durch Verwendung des Druckunterschiedes wird Schmiermittel aufgesaugt und durch die Ölförderpassage geleitet, die in der Drehwelle vorgesehen ist, um den jeweiligen Gleitteilen, die in einem Halterahmen enthalten sind, zuzuführen. Das Drehrad wird gegen ein stationäres Rad durch den vorstehenden Druck gepresst, um eine gasdichte Dichtung zu schaffen, um dadurch das Kältemittelgas zu komprimieren.
Ungeachtet dessen, ob die Schmierung unter Verwendung einer Pumpe oder eines Druckunterschiedes durchgeführt wird, gab es jedoch das unten stehende Problem. Die zugeführte Menge Schmiermittel variiert gemäß der Anzahl der Umdrehungen der Drehwelle; daher wird eine ausreichende Menge Schmiermittel so lange zugeführt, als die Anzahl der Umdrehungen ausreichend groß ist, aber wenn die Anzahl der Umdrehungen sinkt, sinkt die Menge des zugeführten Schmiermittels. Als ein Ergebnis wird eine ungenügende Menge Schmiermittel beispielsweise einer Anzahl von Kompressionskammern 116, die zwischen der Wicklung 115 und der Wicklung 113 ausgebildet sind, zugeführt, und das Schmier- und Dichtungsverhalten wird verschlechtert, woraus eine Verschlechterung der gesamten Leistung resultiert, d.h. eine verschlechterte Zuverlässigkeit.
Die JP 06 058270 A und JP 06 058273 A offenbaren einen Spiralkompressor, der so konstruiert ist, dass zum Zeitpunkt einer großen Menge umlaufenden Gasfluids kein Öl in ein Kompressorelement eingespritzt wird, sondern Öl nur zum Zeitpunkt einer geringen Umlaufmenge eingespritzt wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Spiralkompressor zu schaffen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben intensiv studiert, um das Problem zu lösen und hierfür eine Lösung gefunden, die zur Realisierung der vorliegenden Erfindung geführt hat. Gemäß der Lösung wird ein separater Öleinspritzmechanismus mit einer bestimmten Konstruktion in einer bestimmten Position in dem Spiralkompressionselement installiert. Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen sehr zuverlässigen Spiralkompressor mit einem verbesserten Öleinspritzmechanismus zu schaffen. Um das Problem zu lösen, ist ein sehr zuverlässiger Spiralkompressor vorgesehen, der mit einem Öleinspritzmechanismus ausgerüstet ist, welcher gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung eine einfache Konstruktion hat. Dieser Spiralkompressor ermöglicht auf einfache Weise eine Vermeidung von ungenügender Zufuhr von Schmiermittel zu den Kompressionskammern, selbst für den Fall, bei dem die Anzahl der Umdrehungen der Drehwelle sinkt.
Ein Spiralkompressor gemäß Anspruch 1 der vorliegenden Erfindung ist mit einem elektrischen Element und einem Spiralkompressionselement, das durch eine Drehwelle des elektrischen Elementes angetrieben wird, ausgerüstet, die in einem hermetischen Gehäuse platziert sind, wobei in dem hermetischen Gehäuse ein Schmiermittel enthalten ist, und an einem Ende der Drehwelle ein Schmierbereich vorgesehen ist, um Schmiermittel von dem Schmierbereich zu den jeweiligen Gleitbereichen über eine Ölförderpassage zuzuführen, die in der Drehwelle vorgesehen ist, und dieses zur Wiederverwendung zirkulieren zu lassen, wobei: ein Öleinspritzmechanismus, der aus einer Öldüse zum Einspritzen von Öl und einem Ventil zum Öffnen/Schließen eines Ölförderpassageneinlasses der Öldüse durch die Elastizität einer Feder besteht, in der Nähe der Verbindungspassage vorgesehen ist, die sich zwischen einem ersten Ansaugeinlass zum Hereinnehmen eines Kältemittelgases in das Spiralkompressionselement von außerhalb des hermetischen Gehäuses und einem zweiten Ansaugeinlass, der an einer Position gegenüber dem ersten Ansaugeinlass liegt und mit dem ersten Ansaugeinlass über die Verbindungspassage in Verbindung steht, erstreckt, so dass das Ventil den Ölförderpassageneinlass öffnet, um Schmiermittel, das in dem hermetischen Gehäuse gehalten ist, in die Verbindungspassage einzuspritzen, wenn der Unterschied zwischen dem Druck in dem hermetischen Gehäuse, der auf die Rückseite des Ventils wirkt, und dem Druck in der Verbindungspassage, der auf den Auslass der Öldüse wirkt, klein ist, während das Ventil den Ölförderpassageneinlass schließt, um das Einspritzen des Schmiermittels zu stoppen, wenn der Druckunterschied groß ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wie im Patentanspruch 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben, ist in dem im Patentanspruch 1 beschriebenen Spiralkompressor die Einspritzmenge des Schmiermittels auf 0,1 bis 3% für das Eliminationsvolumen pro Zeiteinheit eingestellt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wie im Patentanspruch 3 der vorliegenden Erfindung beschrieben, öffnet bei dem in den Ansprüchen 1 oder 2 beschriebenen Spiralkompressor das Ventil den Ölförderpassageneinlass, um Schmiermittel einzuspritzen, falls der Druckunterschied geringer ist als in einem Bereich von 4 × 10⁵ bis 8 × 10⁵ N/m² (4 bis 8 kg/cm²).
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wie im Patentanspruch 4 der Erfindung beschrieben, verwendet das Schmiersystem in dem Schmierbereich des Spiralkompressors, wie in den Ansprüchen 1 bis 3 beschrieben, einen Druckunterschied oder eine Ölpumpe.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, wie im Anspruch 5 der Erfindung beschrieben, ist in dem in den Ansprüchen 1 bis 4 beschriebenen Spiralkompressor der Öleinspritzmechanismus in der Nähe der Verbindungspassage vorgesehen, die sich von einer Linie, die die Mitte der Drehwelle und die Mitte des ersten Saugeinlasses verbin det, bis zu einer Linie erstreckt, die 90 Grad entfernt von der Drehwelle in Richtung auf den zweiten Saugeinlass gezeichnet ist, wobei diese Linie als Basislinie verwendet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht im Schnitt, der Gesamtkonstruktion einer Ausführungsform des Spiralkompressors gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine vergrößerte schematische Darstellung des Teils A aus 1.
3 ist eine schematische Darstellung, die die Position zeigt, wo Schmiermittel in ein Spiralkompressionselement eines weiteren Spiralkompressors gemäß der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird.
4 ist eine Ansicht im Schnitt, die die Gesamtkonstruktion eines weiteren herkömmlichen Spiralkompressors zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, bezüglich der Ansprüche 1 bis 5 der vorliegenden Erfindung wird nun anhand der 1 bis 4 beschrieben.
1 ist eine Ansicht im Schnitt des Gesamtaufbaus einer Ausführungsform des Spiralkompressors gemäß dem Aspekt der Erfindung. 2 ist eine vergrößerte schematische Darstellung eines Teils A aus 1. 3 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Position des Öleinspritzens eines anderen Spiralkompressors gemäß der Erfindung.
Der in der 1 gezeigte Spiralkompressor 120 ist mit einem zylindrischen, hermetischen Gehäuse 121 ausgerüstet, dessen beide Enden geschlossen sind. In dem hermetischen Gehäuse 121 sind ein elektrisches Element 122 und ein Spiralkompressionselement 123, das durch das elektrische Element 122 angetrieben wird, aufgenommen.
Das elektrische Element 122 hat einen Stator 124, der in dem hermetischen Gehäuse 121 fixiert ist, und einen Rotor 125, der in der Mitte des Stators 124 positioniert ist. Eine Drehwelle 126, die in der Richtung der axialen Mitte des hermetischen Gehäuses 121 ausgerichtet ist, ist mit der Mitte des Rotors 125 durch diesen durchgehend befestigt, und ihr eines Ende geht durch den Mittelpunkt eines Halterahmens 127, der das Spiralkompressionselement 123 lagert, so dass es drehbar gelagert ist. In diesem Fall ist der Halterahmen 127 mit der Innenwandfläche des hermetischen Gehäuses 121 verbunden und an dieser befestigt. Der mittlere Teil in der Nähe des einen Endes der Drehwelle 126 ist durch ein Lager 128 des Halterahmens 127 drehbar gelagert, und der Rotor 125 ist an der Innenwandfläche des hermetischen Gehäuses 121 über die Drehwelle 126 und den Halterahmen 127 gelagert.
Der mittlere Teil eines Endes der Drehwelle 126, der durch den Halterahmen 127 hindurchgeht, ist als ein Stift oder ein Kurbelzapfen 129 ausgebildet, der mit Bezug auf den axialen Mittelpunkt der Drehwelle 126 exzentrisch angeordnet ist. Mit dem Stift 129 ist ein Drehrad 130 verbunden. Das Drehrad 130 ist mit einer Nabenbohrung 131 versehen, in welche der Stift 129 zur Verbindung mit der Mitte der einen Seitenfläche einer scheibenförmigen Tafel eingesetzt ist, und an der anderen Seitenfläche der Tafel ist eine Spiralwicklung 132 ausgebildet.
An den Halterahmen 127 schließt ein stationäres Rad 133 an. Das stationäre Rad 133 hat eine Spiralwicklung 135, die mit Bezug auf die Wicklung 132 des Drehrades 130 in einer Zickzackform positioniert ist, um eine Anzahl von Kompressionskammern 134 zu bilden.
An die Seitenwandfläche des stationären Rades 133 ist eine Eingangsleitung 136 für das Kühlmittelgas angeschlossen, das durch das hermetische Gehäuse 121 hindurch geht. In der Mitte des stationären Rades 133 ist eine Ausgangsöffnung 137 zum Ausgeben eines komprimierten Kältemittelgases in das hermetische Gehäuse 121 vorgesehen.
Die Eingangsseite des Spiralkompressionselementes 123, an der das Kältemittelgas durch die Eingangsleitung 136 eingeleitet wird, die Rückseite des Drehrades 130, d.h. die Oberfläche der Seite, wo das Nabenloch 131 an der Platte liegt, und der Halterahmen 127 stehen am Umfangsteil der Platte des Drehrades 130 miteinander in Verbindung. Daher ist der Druck zwischen diesen Platten nahezu so niedrig wie derjenige an der vorstehenden Kältemittelgaseingangsseite und ist niedriger als der Druck im hermetischen Gehäuse 121.
Am anderen Ende der Drehwelle 126 ist ein Differenzialschmierbereich 138 vorgesehen. Der Schmierbereich 138 ist in dem hermetischen Gehäuse 121 installiert, um die Drehwelle 126 drehbar zu lagern, und ist mit einem Hilfshalterahmen 141 ausgerüstet, der ein Hilfslager 140 mit einer daran befestigten Öleinleitleitung 139 hat. Zwischen dem Hilfshalterahmen 141 und der Drehwelle 126 ist ein Lager 142 installiert, wobei ein Aufnahmeteil 143 des Lagers 142 an dem Hilfslager 140 vorgesehen ist.
Die Drehwelle 126 hat eine Ölförderpassage 144, die sich von ihrem einen Ende bis zu ihrem anderen Ende erstreckt. Im mittleren Teil, wo die Drehwelle 126 drehbar vom Lager 128 gelagert ist, ist ein kleines Loch 145 vorgesehen, das die Ölförderpassage 144 mit der Gleitfläche des Lagers 128 verbindet. In der Oberfläche der Drehwelle 126 ist, beginnend am Auslass des kleinen Loches 145 und sich bis zum elektrischen Element 122, bis zu dem Teil, wo die Drehwelle 126 vom Lager 128 drehbar gelagert ist, erstreckend, ist eine Spiralnut 146 in Verbindung mit dem kleinen Loch 145 vorgesehen. Das Schmiermittel, welches ein Ende der Drehwelle 126 verlassen hat, dichtet das Nabenloch 131 und die Gleitfläche des Stifts 129 gasdicht ab und das Schmiermittel, welches das kleine Loch 145 passiert hat, fließt durch die Nut 146, um die Gleitfläche zu schmieren und um auch die Gleitfläche an der Seite des Spiralkompressionselementes 123 gegenüber dem kleinen Loch 145 gasdicht abzudichten.
Das hermetische Gehäuse 121 ist bis zu einer vorbestimmten Höhe mit dem Schmiermittel "b" gefüllt. Das Schmiermittel "b" wird durch den vorstehend genannten Druckunterschied aus dem Schmierbereich 138 angesaugt und passiert die Ölförderpassage 144, die in der Drehwelle 126 vorgesehen ist, um den jeweiligen Gleitteilen, die das Lager 128 aufweist, zugeführt zu werden. Das Schmiermittel wird für wiederholte Verwendung umgewälzt.
Gemäß der Erfindung ist in der Nähe der Eingagsposition 150, wo das Kältemittelgas von außerhalb des hermetischen Gehäuses 121 in das Spiralkompressionselement 123 über die Eingangsleitung 136 eingeleitet wird, ein Öleinspritzmechanismus 151 vorgesehen, um Schmiermittel einzuspritzen und zuzuführen.
Wie in der 2 gezeigt, ist der Öleinspritzmechanismus 151 am Halterahmen 127 befestigt; er besteht aus einer Öldüse 153 zum Einspritzen eines Schmiermittels durch eine Ölförderpassage 152 und einem Ventil 156, das einen Ölförderpassageneinlass 155 der Öldüse 153 unter Verwendung der Elastizität einer Feder 154 öffnet/schließt. Die Bezugsziffer 157 bezeichnet einen Befestigungsstöpsel zum Befestigen des Öleinspritzmechanismus 151, die Bezugsziffer 158 bezeichnet eine Schmiermittelrückführpassage und die Bezugsziffer 159 bezeichnet eine Schmiermittelzweigpassage. Der Öleinspritzmechanismus 151 kann an einem anderen Ort als dem Halterahmen 127 befestigt sein; er kann beispielsweise an dem stationären Rad 133 befestigt sein.
Das in der 1 und der 2 gezeigte Ventil 156 ist wie eine Kappe ausgebildet, die einen Teil der Feder 154 aufnehmen kann; sie kann jedoch wie eine Platte geformt sein. Anders ausgedrückt, es besteht keine besondere Beschränkung auf die Form des Ventils. Der Spalt zwischen dem Ventil 156 und dem Halterahmen 127, der das Ventil 156 fixiert, der Durchmesser und die Länge der Ölförderpassage 152 sind exakt bestimmt.
Bei Betriebsbeginn des Spiralkompressors der Horizontalbauart 120 mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird das Kältemittelgas durch die Eingangsleitung 136 zu der Eingangsposition 150 des äußeren Umfangsteils des Spiralkompressionselementes 123 eingesaugt und wird auf seinen graduellen Weg zum Mittelpunkt des Spiralkompressors komprimiert. Das Kältemittelgas wird das hermetische Gehäuse 121 durch die Ausgabeöffnung 137 ausgegeben, die in der Mitte des stationären Rades 133 vorgese hen ist, und das begleitende Schmiermittel wird in diesem Raum getrennt, so dass Schwingung unterdrückt wird.
Das ausgegebene Gas fließt durch Passagen (nicht dargestellt), die in dem stationären Rad 133 und dem Halterahmen 127 vorgesehen sind, wie durch die weißen Pfeile angezeigt, und erreicht die Seite des elektrischen Elementes 122. Und das Schmiermittel in dem Kältemittelgas wird weiter primär durch die Zentrifugalkraft, die durch die Rotation des Rotors 125 erzeugt wird und durch den Prallplatteneffekt infolge des Stators 124, des Hilfshalterahmens 141 etc. separiert, dann wird das Kältemittelgas, von dem das Schmiermittel getrennt worden ist, am hermetischen Gehäuse 121 durch eine Ausgabeleitung 147 ausgegeben. Das getrennte Schmiermittel fließt, wie durch die schwarzen Pfeile angegeben, und sammelt sich am Boden des hermetischen Gehäuses 121 und zirkuliert für wiederholte Verwendung.
Obwohl nicht dargestellt, stehen die Kältemittelgaseingangsseite, die Kältemittelgaseingangsseite, die Rückseite des Drehrades 130 und der Halterahmen 127 miteinander in Verbindung; daher ist der Druck zwischen diesen Orten im Wesentlichen so niedrig wie der an der Kältemittelgaseingangsseite und ist niedriger als der Druck in dem hermetischen Gehäuse 121. Dieser Druckunterschied bewirkt, dass das Schmiermittel "b" durch die Öleinführleitung 139 des Schmierbereiches 138 angesaugt wird und unter hohem Druck über die Ölförderpassage 144, die in der Drehwelle 126 vorgesehen ist, zugeführt wird, wie dies durch die schwarzen Pfeile angegeben ist. Ein Teil des zugeführten Hochdruckschmiermittels geht durch das kleine Loch 145, wie durch die schwarzen Pfeile angegeben, und fließt durch die Nut 146 zum elektrischen Element 122, um die Gleitflächen zu schmieren, bevor es den Boden des hermetischen Gehäuses 121 erreicht. Der Spalt zwischen der Drehwelle 126 und dem Lager 128 ist extrem klein. Der Spalt ist beispielsweise auf ungefähr 10 bis 30 μm eingestellt; daher sind die Gleitteile der Drehwelle 126 und das Lager 128 an der Seite des Spiralkompressionselementes 123 gegenüber dem kleinen Loch 145 gut gasdicht abgedichtet.
Das das eine Ende der Drehwelle 126 verlassende Hochdruckschmiermittel dichtet das Nabenloch 131 und die Gleitfläche des Stiftes 129 gasdicht ab. Danach fließt dieses Schmiermittel zwischen Drehrad 130 und Halterahmen 127, wie durch die schwarzen Pfeile angegeben, um die Nut eines Oldham-Ringes 148 zu schmieren, fließt dann entlang des Außenumfangs der Platte des Drehrades 130, um der Kältemittelgaseingangsseite in dem Spiralkompressionselement 123 zugeführt zu werden, um die Gleitflächen zu schmieren. Das Schmiermittel wird dann zusammen mit dem komprimierten Gas durch die Ausgabeöffnung 137 in das hermetische Gehäuse 121 ausgegeben und wird von dem komprimierten Gas getrennt, bevor es den Boden des hermetischen Gehäuses 121 erreicht.
Der Oldham-Ring 148 ist zwischen dem Halterahmen 127 und dem Drehrad 130 installiert; er wird auf einer Kreisumlaufbahn gedreht, indem er durch das elektrische Element 122 angetrieben wird, so dass das Drehrad 130 nicht mit Bezug auf das stationäre Rad 133 dreht.
Solange die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle 126 hoch ist, ist dieses Schmiersystem gut genug, um die Gleitflächen des Spiralkompressionselementes 123 ausreichend zu schmieren. Wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle 126 niedrig ist, dann ist dieses Schmiersystem nicht gut genug, daher wird der Öleinspritzmechanismus 151 betätigt, um Schmiermittel einzuspritzen und zuzuführen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle 126 niedrig ist.
Der Druck in dem hermetischen Gehäuse 121 wirkt über das Schmiermittel auf die Rückseite an der Seite des Befestigungsstöpsels 157 auf das Ventil 156 des Öleinspritzmechanismus 151. Wenn der Unterschied zwischen dem Druck in dem hermetischen Gehäuse 121 und dem Druck in der Nähe der Kältemittelgaseingangsposition 150, der auf die Ausgangsseite der Öldüse 153 wirkt, klein ist, bewirkt die hohe Elastizität der Feder 154, dass das Ventil 156 auf den Befestigungsstöpsel 157 drückt, um den Ölförderpassageneinlass 155 offen zu halten. Daher fließt das in dem hermetischen Gehäuse 121 gehaltene Schmiermittel in der durch die Pfeile angegebenen Richtung über die Schmiermittelrückführpassage 158 und die Schmiermittelzweigpassage 159, geht durch die Eingangsposition 150, bevor es in das Spiralkompressionselement 123 eingespritzt wird.
Wenn der Druckunterschied hoch ist, bewirkt der Druckunterschied, dass das Ventil 156 die Elastizität der Feder 154 überwindet und sich auf die Öldüse 153 zu bewegt, und die Innenfläche des Ventils 156 gelangt mit dem Ölförderpassageneinlass 155 in Kontakt, um diesen zu schließen, um so das Einspritzen von Schmiermittel zu stoppen.
Wie vorstehend angegeben, ist es wichtig, die Elastizität der Feder 154 so einzustellen, dass, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle 126 hoch ist und der Druck im hermetischen Gehäuse 121 höher als ein vorbestimmter Pegel wird, das Einspritzen des Schmiermittels durch den Öleinspritzmechanismus gestoppt wird, und wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle 126 niedrig ist und der Druck im hermetischen Gehäuse 121 niedriger als eine vorbestimmte Höhe wird, dann das Schmiermittel durch den Öleinspritzmechanismus 151 eingespritzt wird.
Die Menge des eingespritzten Schmiermittels beträgt vorzugsweise ungefähr 3% als Maximum zum Eliminieren von Volumen pro Zeiteinheit. Die Abwesenheit des Öleinspritzens verschlechtert die Abdichtleistung; wenn jedoch die Einspritzmenge 3% überschreitet, dann wird der Volumeneffekt verschlechtert. Daher sollte die Menge des einzuspritzenden Schmiermittels bestimmt sein, um das bestmögliche Gleichgewicht der zwei Faktoren zu erzielen.
Der Druckunterschied zum Betätigen des Öleinspritzmechanismus 151 ist nicht besonders beschränkt. Es ist jedoch vorzuziehen, den Druckunterschied normalerweise so einzustellen, dass das Ventil 156 den Ölförderpassageneinlass 155 zum Einspritzen von Schmiermittel öffnet, wenn der Druckunterschied niedriger als der Bereich von ungefähr 4 × 10⁵ bis 8 × 10⁵ N/m² (4 bis ungefähr 8 kgf/cm²) ist.
3 zeigt die Position, wo das Schmiermittel in das Spiralkompressionselement eines anderen Spiralkompressors gemäß der vorliegenden Erfindung eingespritzt wird. Der Öleinspritzmechanismus 151 (nicht dargestellt) ist an einem Ort in der Nähe der Verbindungspassage 161 vorgesehen, die zwischen einem ersten Ansaugeinlass 160, der in dem stationären Rad 133 zum Hereinnehmen des Kältemittelgases in das Spiralkompressionselement 123 von außerhalb des hermetischen Gehäuses 121 und einem zweiten Ansaugeinlass 162, der in dem stationären Rad 133 an der Position gegenüber dem ersten Ansaugeinlass 160 vorgesehen ist, liegt und der mit der Verbindungspassage 161 in Verbindung steht. Zusätzlich ist der Öleinspritzmechanismus 151 an dem Ort in der Nähe der Verbindungspassage 161 zwischen einer Leitung "a", die eine Mitte 163 der Drehwelle 126 und eine Mitte 164 des ersten Einsaugeinlasses 160 verbindet und einer Leitung "c", die 90 Grad entfernt von der Mitte 163 der Drehwelle 126 in Richtung auf den zweiten Ansaugeinlass 162 unter Verwendung der Linie "a" als Basislinie gezogen ist, vorgesehen. Das Schmiermittel wird von dem Öleinspritzmechanismus 151 in die Verbindungspassage 161, die zwischen der Linie "a" und "c" liegt, eingespritzt (ein Beispiel der Einspritzposition ist durch den schwarzen Pfeil angezeigt). Mit Ausnahme dieses Teiles der Konstruktion hat dieser Spiralkompressor gemäß der Erfindung die gleiche Konstruktion wie die des in den 1 und 2 gezeigten Spiralkompressors 120.
Das Kältemittelgas wird durch die zwei Orte eingeleitet, nämlich den ersten Saugeinlass 160 und den zweiten Saugeinlass 162, so dass die Eingangseffizienz des Kältemittelgases verbessert ist. Darüber hinaus wird das Schmiermittel, welches an der bestimmten Position der Verbindungspassage 161 eingespritzt worden ist, durch das hereingenommene Kältemittelgas gleichförmig dem Spiralkompressionselement 123 zugeführt; daher ist das Dichtverhalten und das Schmierverhalten weiter verbessert.
Spezifische Beispiele für das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kältemittel sind HFC-basierende Kältemittel, wie beispielsweise 1,1,1,2-Tetrafluorethan (R134a) als einfache Substanz, ein Kältemittelgemisch (R407C) aus R134a, Difluormethan (R-32) und Pentafluorethan (R-125) und das Kältemittelgemisch (R410A) aus R-32 und R- 125 oder auf HCFC basierende Kältemittel, wie beispielsweise eine einfache Substanz oder ein Kältemittelgemisch aus Hydrochloridfluormethan (R22).
Spezifische Beispiele für das Schmiermittel, das bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, sind auf Ester basierende Öle oder auf Ether basierende Öle, die mit den vorstehend angegebenen Kältemitteln kompatibel sind, oder auf Alkylbenzol basierende Öle, die mit den Kältemitteln oder Gemischen derselben inkompatibel sind.
Die vorstehende Beschreibung des Spiralkompressors gemäß der vorliegenden Erfindung bezieht sich auf einen Spiralkompressor der Horizontalbauart. Der Spiralkompressor gemäß der Erfindung ist jedoch nicht auf die Horizontalbauart begrenzt; die Erfindung ist auch bei einem vertikalen Spiralkompressor oder anderen Bauarten von Spiralkompressoren anwendbar.
Der Spiralkompressor gemäß der Erfindung ist mit dem Öleinspritzmechanismus mit der einfachen Konstruktion ausgerüstet, wodurch es einfach wird, zu vermeiden, dass zu wenig Schmiermittel zu dem Spiralkompressionselement zugeführt wird, wenn die Anzahl der Umdrehungen der Drehwelle sinkt, wodurch ein stabiler Betrieb mit gutem Dicht- und Schmierverhalten, hoher Zuverlässigkeit und hoher Kompressionseffizienz über eine ausgedehnte Zeitdauer ermöglicht wird.

Claims

Spiralkompressor (120) mit einem elektrischen Element (122) und einem Spiralkompressorelement (123), das durch eine Drehwelle (126) des elektrischen Elementes (122) angetrieben wird, die in einem hermetischen Gehäuse (121) aufgenommen sind, einem Schmiermittel (b), das in dem hermetischen Gehäuse (121) aufgenommen ist, und einem Schmierbereich (138), der an einem Ende der Drehwelle (126) vorgesehen ist, wobei das Schmiermittel (b) von dem Schmierbereich (138) an jeweilige Gleitbereiche über eine Ölförderpassage (144) geliefert wird, die in der Drehwelle (126) vorgesehen ist, und für den Wiedergebrauch zirkuliert, wobei: ein Öleinspritzmechanismus (151) aus einer Öldüse (153) zum Einspritzen von Öl und einem Ventil (156) zum Öffnen/Schließen eines Ölförderpassageneinlasses (155) der Öldüse (153) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Öleinspritzmechanismus (151) in der Nähe einer Verbindungspassage (161) zwischen einem ersten Saugeinlass (160) zum Einlassen eines Kühlgases in das Spiralkompressorelement (123) von der Außenseite des hermetischen Gehäuses (121) und einem zweiten Einsaugeinlass (162), der in einer Position gegenüber des ersten Saugeinlasses (160) vorgesehen ist und in Kommunikation mit dem ersten Saugeinlass (160) durch die Kommunikationspassage (161) steht, vorgesehen ist, so dass das Ventil (156), das die Elastizität einer Feder (154) ausnutzt, den Ölförderpassageneinlass (155) öffnet, um das Schmiermittel (b), das in dem hermetischen Gehäuse (121) gehalten wird, in die Kommunikationspassage (161) einzuspritzen, falls der Unterschied zwischen dem Druck in dem hermetischen Gehäuse (121), der auf die Rückfläche des Ventils (156) wirkt, und dem Druck in der Kommunikationspassage, der auf den Auslass der Öldüse (153) wirkt, klein ist, während das Ventil den Ölförderpassageneinlass schließt, um das Einspritzen des Schmiermittels zu beenden, falls die Druckdifferenz groß ist.
Spiralkompressor (120) nach Anspruch 1, wobei der Einspritzbetrag des Schmiermittels (b) auf 0,1 bis 3% für das Eliminationsvolumen pro Zeiteinheit eingestellt ist.
Spiralkompressor (120) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Ventil (156) den Ölförderpassageneinlass (155) öffnet, um das Schmiermittel (b) einzuspritzen, falls die Druckdifferenz geringer ist als in einem Bereich von 4·10⁵ bis 8·10⁵ N/m² (4 bis 8 kgf/cm²).
Spiralkompressor (120) nach Anspruch 1 bis 3, wobei ein Schmiersystem in dem Schmierbereich einen Druckunterschied oder Ölpumpe nutzt.
Spiralkompressor (120) nach Anspruch 1 bis 4, wobei der Öleinspritzmechanismus (151) in der Nähe der Kommunikationspassage vorgesehen ist, die sich von einer Linie, die die Mitte der Drehwelle (126) und die Mitte des ersten Saugeinlasses verbindet, bis zu einer Linie erstreckt, die 90 Grad entfernt von der Drehwelle (126) in Richtung auf den zweiten Saugeinlass gezeichnet ist, wobei diese Linie als Basislinie verwendet wird.