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DE10120240A1 - Motorbetriebener Kompressor - Google Patents

Motorbetriebener Kompressor

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Publication number
DE10120240A1
DE10120240A1 DE10120240A DE10120240A DE10120240A1 DE 10120240 A1 DE10120240 A1 DE 10120240A1 DE 10120240 A DE10120240 A DE 10120240A DE 10120240 A DE10120240 A DE 10120240A DE 10120240 A1 DE10120240 A1 DE 10120240A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coolant
chamber
motor
shaft
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE10120240A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiyuki Nakane
Susumu Tarao
Naoya Yokomachi
Toshiro Fujii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK filed Critical Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Publication of DE10120240A1 publication Critical patent/DE10120240A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/10Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis having stationary cylinders
    • F04B27/1036Component parts, details, e.g. sealings, lubrication
    • F04B27/109Lubrication
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B27/00Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders
    • F04B27/08Multi-cylinder pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by number or arrangement of cylinders having cylinders coaxial with, or parallel or inclined to, main shaft axis
    • F04B27/0873Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof
    • F04B27/0895Component parts, e.g. sealings; Manufacturing or assembly thereof driving means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B31/00Compressor arrangements
    • F25B31/006Cooling of compressor or motor
    • F25B31/008Cooling of compressor or motor by injecting a liquid

Landscapes

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  • Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
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  • Applications Or Details Of Rotary Compressors (AREA)

Abstract

Ein Kompressionsmechanismus ist vorgesehen in einem Gehäuse und operativ über eine Antriebswelle (17) mit einem elektrischen Motor (21) verbunden, der in einer Motorkammer (15) innerhalb des Gehäuses untergebracht ist, so dass Leistung übertragen werden kann. Ein Bohrloch in der Welle (17A) ist in der Antriebswelle geformt und ein erstes gabelförmiges Loch (17B) ist geformt, um das Bohrloch in der Welle (17A) mit der Motorkammer (15) in Verbindung zu bringen. Das Bohrloch in der Welle (17A) ist mit der Ansaugkammer (31) über ein zweites Sammelloch (13F) in Verbindung, die Sammelkammer (13D) und ein Ansaugverbindungsloch (13G), das in einem Zylinderblock (13) geformt ist. Dadurch wird ein Teil des in das Gehäuse angesaugten Kühlmittels zum Kompressionsmechanismus durch einen Zwischenraum zwischen einem Stator (19) und einem Rotor (20) zugeführt und der Rest des Kühlmittels wird in den Kompressionsmechanismus eingeführt, ohne zur Kühlung des elektrischen Motors (21) verwendet zu werden.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen motorbetriebenen Kompressor und insbesondere auf einen in einem Gehäuse vorgesehen motorbetriebenen Kompressorit einem Kompressionsmechanismus zum Komprimieren eines Kühlmittels und einem elektrischen Motor zum Antreiben des Kompressionsmechanismus.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Ein motorbetriebener Kompressor ist im Stand der Technik als ein Kompressor bekannt, der in einem Kühlmittelzirkulationskreis eines Wärmetauschers für eine Fahrzeugklimaanlage einzubauen ist. Allgemein gesprochen umfasst der motorbetriebene Kompressor einen elektrischen Motor und einen Kühlmittelkompressionsmechanismus in einem Gehäuse, das ein äußeres Gehäuse davon bildet. Da es wünschenswert ist, dass der Motor eine Rotationsleistung hat, um eine hohe Rotationsgeschwindigkeit und eine Antriebskraft über ein darauf aufgebrachtes hohes Drehmoment vorsieht, muss der Kompressor einen Motor mit hoher Ausgangsleistung haben. Bei einer Gestaltung, bei der der Motor mit hoher Ausgangsleistung verwendet wird, die eine hohe Rotationslast zu überwinden, erzeugt jedoch der Motor eine große Wärmemenge, so dass der Temperaturanstieg in der Umgebung um den Motor weiter beschleunigt wird. Da solch ein Temperaturanstieg der Umgebung natürlich bewirkt, dass die Temperatur des Motors selbst höher ist, besteht ein Risiko, dass die Rotationseffizienz aufgrund der Demagnetisierung des Motors geringer wird, die durch den Temperaturanstieg hervorgerufen wird. Um dieses Problem zu lösen, kann eine Anordnung angewendet werden, bei der das in das Gehäuse gesaugte Kühlmittel in eine Motorkammer zum Unterbringen des Motors eingeführt wird und, nachdem der Motor mit dem Kühlmittel gekühlt worden ist, das Kühlmittel in den Kühlmittelkompressionsmechanismus eingeführt wird.
Gemäß dieser Anordnung wird jedoch, da das in die Motorkammer eingeführte Kühlmittel durch den Motor erwärmt wird, das Kühlmittel in den Kühlmittelkompressionsmechanismus eingeführt, wobei ein spezifisches Volumen davon ansteigt, was die Menge an Kühlmittel verringert, die in dem Kühlmittelkreislauf zirkuliert, so dass dies zu einem Problem führt, dass die Kühlkapazität verringert wird. Wenn das Kühlmittel den Motor kühlt, wird das Kühlmittel auch oft dazu gebracht, durch einen kleinen Zwischenraum zwischen einem Stator und einem Rotor des Motors zu strömen, währenddessen ein Strömungswiderstand des Kühlmittels aufgrund einer Viskosität von Schmiermittelteilchen, die in dem Kühlmittel enthalten sind, die gleichmäßige Strömung des Kühlmittels stört.
In der nicht geprüften japanischen Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 9-236092 ist eine Anordnung beschrieben, bei der zwei Ansaugöffnungen vorgesehen sind, um Kühlmittel in das Innere des Kompressorgehäuses einzuführen; eine Kammer ist in einem Wandbereich der Motorkammer (Teil des Gehäuses) näher an dem Kühlmittelkompressionsmechanismus vorgesehen und die andere ist gegenüber dem Kühlmittelkompressionsmechanismus vorgesehen, wobei der Motor zwischen sie geschaltet ist. Bei dieser Anordnung wird ein Teil des Kühlmittels, das in das Kompressorgehäuse hereingenommen wird, durch die erstere Ansaugöffnung gesaugt und der Rest wird durch die zweite Ansaugöffnung gesaugt. Das durch die erste Ansaugöffnung gesaugte Kühlmittel wird in den Kühlmittelkompressionsmechanismus eingeführt, wobei es kaum den Motor kühlt. Das Kühlmittel, das durch die zweite Ansaugöffnung angesaugt wird, wird in den Kühlmittelkompressionsmechanismus eingeführt, nachdem es den Motor gekühlt hat. Dadurch können die oben erwähnten zwei Probleme gelöst werden, da nicht das gesamte Kühlmittel, das in den Kühlmittelkompressionsmechanismus eingeführt wird, am Motor vorbeigeführt wird.
Es ist jedoch gemäß dieser Anordnung notwendig, eine Vielzahl von Dichtelementen vorzusehen, um Drücke in Übereinstimmung mit der Vielzahl von Ansaugöffnungen in dem Kompressorgehäuse abzudichten, was zu Problemen hinsichtlich der Produktionskosten oder der Zuverlässigkeit führt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen motorbetriebenen Kompressor vorzusehen, der auf eine kostengünstige und zuverlässige Weise fähig ist, einen Motor zu kühlen, das spezifische Volumen von Kühlmittel zu reduzieren und zu verhindern, dass die Kühlmittelansaugeffizienz eines Kompressormechanismus aufgrund des Strömungswiderstands fällt, der durch die Viskosität eines Schmieröls hervorgerufen wird.
Um die obenstehenden Probleme zu lösen, wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein motorbetriebener Kompressor vorgesehen, der umfasst: in einem Gehäuse einen Kompressionsmechanismus zum Komprimieren von Kühlmittel, einen elektrischen Motor, der einen Stator und einen Rotor hat und in einer Motorkammer in dem Gehäuse vorgesehen ist, und eine Antriebswelle, die mit dem Rotor verbunden ist und das Drehmoment des elektrischen Motors zum Kompressionsmechanismus überträgt, wobei die Motorkammer und ein in der Welle befindlicher Kühlmitteldurchlass, der in der Antriebswelle geformt ist, in einem Ansaugdurchlass zum Einführen des in das Gehäuse eingesaugten Kühlmittels zum Kompressionsmechanismus vorgesehen sind, wobei ein Teil des angesaugten Kühlmittels in den Kompressionsmechanismus eingeführt wird, wobei es durch einen Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor geführt wird, und der Rest des angesaugten Kühlmittels in den Kompressionsmechanismus eingeführt wird, ohne durch den Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor geführt zu werden, aber durch den Kühlmitteldurchgang in der Welle geführt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Teil des in das Gehäuse gesaugten Kühlmittels in den Kompressionsmechanismus durch den Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor eingeführt, das heißt nicht das gesamte angesaugte Kühlmittel gelangt durch den Zwischenraum, der eine hohe Temperatur hat. Mit anderen Worten wird das in den Kompressionsmechanismus eingeführte Kühlmittel nicht insgesamt erwärmt, wodurch der Temperaturanstieg des Kühlmittels begrenzt wird. Somit wird der Anstieg des spezifischen Volumens des Kühlmittels, das in den Kompressionsmechanismus eingeführt wird, beschränkt, so dass verhindert wird, dass die Kompressionseffizienz des Kompressionsmechanismus fällt. Wenn Schmieröltröpfchen in dem Kühlmittel zum Schmieren des Inneren des Gehäuses vorhanden sind, dient die vorliegende Erfindung zusätzlich dazu, den Strömungswiderstand zu reduzieren, der durch die Viskosität des Schmieröls hervorgerufen wird, wenn das Kühlmittel durch den kleinen Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor gelangt. Da die Strömungsrate des Kühlmittels, das durch den Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor gelangt, auch justierbar ist, indem der Kühlmitteldurchgang in der Welle vorgesehen wird, ist es nicht notwendig, eine Vielzahl von Ansaugeinlässen zum Ansaugen des Kühlmittels in das Gehäuse vorzusehen, um die Strömungsrate des Kühlmittels zu justieren.
Die vorliegende Erfindung kann vollständiger durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung verstanden werden, wie sie unten ausgeführt wird, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenquerschnittsansicht einer ersten Ausführungsform eines motorbetriebenen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Seitenquerschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform eines motorbetriebenen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 3 eine rückwärtige Seitenansicht einer bewegbaren Spirale des motorbetriebenen Kompressors, der in Fig. 2 gezeigt ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN (Erste Ausführungsform)
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung, der als ein motorbetriebener Taumelscheiben-Kompressor ausgeführt ist, wird untenstehend unter Bezug auf Fig. 1 beschrieben, wobei angenommen wird, dass die rechte Seite von Fig. 1 die Vorderseite des Kompressors ist und die linke Seite die rückwärtige Seite.
Wie es in Fig. 1 gezeigt ist, umfasst der motorbetriebene Taumelscheibenkompressor C1 ein Motorgehäuse 11, ein vorderes Gehäuse 12, einen Zylinderblock 13 und ein rückwärtiges Gehäuse 14. Diese Gehäuse 11, 12, 14 und der Zylinderblock 13 sind fest miteinander durch eine Vielzahl von nicht gezeigten Durchgangsbolzen verbunden, so dass sie ein im wesentlichen zylindrisches Gehäuse des Kompressors definieren. Ein Raum, der durch das Motorgehäuse 11 und das vordere Gehäuse 12 eingeschlossen wird, definiert eine Motorkammer 15, und ein Raum, der durch das vordere Gehäuse 12 und den Zylinderblock 13 eingeschlossen wird, definiert eine Taumelscheibenkammer 16.
Eine Antriebswelle 17 wird drehbar durch ein Paar eines vorderen und rückwärtigen Radiallagers 18A; 18B zwischen dem Motorgehäuse 11 und dem Zylinderblock 13 gehalten, wobei sie sich durch die Motorkammer 15 und die Taumelscheibenkammer 16 erstreckt. Die Antriebswelle 17 ist locker in ein mittleres Loch 12B eingepasst, das durch einen Wandbereich 12A gebohrt ist, der in dem vorderen Gehäuse 12 geformt ist. In dem Wandbereich 12a sind auch Verbindungslöcher 12C gebildet, um die Taumelscheibenkammer 16 mit der Motorkammer 15 in Verbindung zu bringen.
Ein elektrischer Motor 21, der innerhalb der Motorkammer 15 untergebracht ist, besteht aus einem Stator 19 und einem Rotor 20, der fest an der Antriebswelle 17 befestigt ist, so dass er damit drehbar ist. Der Stator 19 und der Rotor 20 sind so angeordnet, dass ein kleiner Zwischenraum zwischen dem inneren Umfang des Stators 19 und dem äußeren Umfang des Rotors 20 vorhanden ist.
Ein scheibenförmige Taumelscheibe 22 ist fest auf der Antriebswelle 17 in der Taumelscheibenkammer 16 befestigt, so dass sie damit drehbar ist, und ein Schublager 23, das eines der Lager für die Antriebswelle ist, ist zwischen der Taumelscheibe 22 und dem Wandbereich 12A angebracht. Die Antriebswelle 17 und die Taumelscheibe 22, die integral miteinander verbunden sind, sind in einer Position in der Schubrichtung (der Axialrichtung der Antriebswelle) über eine Unterlegscheibe 25 positioniert, die nach vorne durch eine Feder 24 vorgespannt ist, die in einer Aufnahmeaussparung 13A untergebracht ist, die zentral in dem Zylinderblock 13, und dem Schublager 23 geformt ist.
Eine Vielzahl von Zylinderbohrungen 13B (nur zwei sind in Fig. 1 sichtbar) sind in dem Zylinderblock 13 geformt. In dem jeweiligen Zylinderbohrloch ist ein Einkopfkolben 26 untergebracht, so dass er verschiebbar in einer hin- und herbeweglichen Weise nach vorne und hinten ist, so dass eine Kompressionskammer 13C in dem jeweiligen Bohrloch 13B definiert wird, die in Abhängigkeit von der Hin- und Herbewegung des Kolbens 26 hinsichtlich des Volumens variabel ist. Ein Paar von Aussparungen 26A ist in einem vorderen Bereich des jeweiligen Kolbens 26 vorgesehen, um ein Paar Schuhe 28 darin aufzunehmen. Die Schuhe 28 halten umgreifend den Umfang der Taumelscheibe 22 auf eine verschiebbare Weise, so dass sie im Betrieb den Kolben 26 mit der Taumelscheibe 22 verbinden. Wenn somit die Antriebswelle 17 durch den elektrischen Motor 21 zur Drehung gebracht wird, dreht sich die Taumelscheibe 22 ebenfalls in Synchronität mit der Antriebswelle 17, wodurch die Rotationsbewegung der Taumelscheibe 22 in eine lineare Hin- und Herbewegung des Kolbens 26 konvertiert wird, die einen Hub hat, der dem Neigungswinkel davon entspricht.
Ein ventilformender Körper 30 ist zwischen dem Zylinderblock 13 und dem rückwärtigen Gehäuse 14 vorgesehen, wobei er zwischen beide eingelegt ist. Zwischen dem ventilformenden Körper 30 und dem rückwärtigen Gehäuse 14 sind eine Ansaugkammer 31, durch die in das jeweilige Zylinderbohrloch 13B eingeführte Kühlmittel durchgelangt, und eine Auslasskammer 33, durch die Kühlmittel, das von dem jeweiligen Zylinderbohrloch 13B ausgelassen wird, geführt wird, definiert. In einer rückwärtigen Seitenwand des rückwärtigen Gehäuses 14 ist eine Auslassöffnung 33A in Verbindung mit der Auslasskammer 33 geformt.
Der ventilformende Körper 30 ist aus einer ansaugventil­ formenden Platte, einer Öffnungsformenden Platte, einer auslassventil-formenden Platte und einer halterungformenden Platte gebildet, die miteinander über einen Stift 34 in einer übereinandergelegten Weise befestigt sind. In diesem ventilformenden Körper 30 sind eine Auslassöffnung 35 und ein Auslassventil 36 zum Öffnen/Schließen der Öffnung 35 und eine Auslassöffnung 37 und ein Auslassventil 38 zum Öffnen/Schließen der Öffnung 37 entsprechend dem jeweiligen Zylinderbohrloch 13B geformt. Die Ansaugkammer 31 und das jeweilige Zylinderbohrloch 13B stehen miteinander über die Ansaugöffnung 35 in Verbindung, und das jeweilige Zylinderbohrloch 13B und die Auslasskammer 33 stehen miteinander über die Auslassöffnung 37 in Verbindung.
In diesem Hinblick wird ein Kompressionsmechanismus zum Komprimieren von Kühlmittel durch das Zylinderbohrloch 13B, die Taumelscheibe 22, den Kolben 26, den Schuh 28 und den ventilformenden Körper 30 gebildet.
Eine Sammelkammer 13D wird in einem mittleren Gebiet einer rückwärtigen Seite des Zylinderblocks 13 definiert, und eine Vielzahl von Sammellöchern 13E (nur zwei sind in Fig. 1 sichtbar) sind zwischen der Sammelkammer 13D und der Taumelscheibenkammer 16 geformt, um die Kammern miteinander in Verbindung zu bringen. Weiterhin ist ein zweites Sammelloch 13F zwischen der Sammelkammer 13B und der Aufnahmeaussparung 13A geformt, um die Kammern miteinander in Verbindung zu bringen. Ein Ansaugverbindungsloch 13G ist in dem Zylinderblock 13 vorgesehen, um stets die Sammelkammer 13D mit der Ansaugkammer 31 in Verbindung zu bringen.
Eine Lageraufnahmebereich 11A ist in der vorderen Seitenwand des Motorgehäuses 11 vorgesehen, um das Radiallager 18A darin aufzunehmen. In der vorderen Seitenwand ist ebenfalls eine Ansaugöffnung 11B auf der Achse der Antriebswelle 17 angeordnet, um den Lageraufnahmebereich 11A mit dem Äußeren der Motorkammer 15 in Verbindung zu bringen.
Die Antriebswelle 17 ist so angebracht, dass ein vorderes Ende und ein rückwärtiges Ende davon in dem Lageraufnahmebereich 11A und der Aufnahmeaussparung 13A jeweils untergebracht sind. Die Antriebswelle 17 ist mit einem Bohrloch in der Welle 17A versehen, das sich zwischen gegenüberliegenden Enden der Antriebswelle erstreckt. Das heißt, der Lageraufnahmebereich 11A und die Aufnahmeaussparung 13A sind miteinander über das Bohrloch in der Welle 17A in Verbindung. Die Antriebswelle 17 ist ferner mit einem ersten gabelförmigen Loch 17B versehen, um einen vorderen Raum der Motorkammer 15 vor dem Rotor 20 mit dem Bohrloch in der Welle 17 in Verbindung zu bringen, und einem zweiten gabelförmigen Loch 17C, um das Innere des Schublagers 23 mit dem Bohrloch in der Welle 17A in Verbindung zu bringen. Ein Kühlmitteldurchlass in der Welle wird durch das Bohrloch in der Welle 17A, das erste gabelförmige Loch 17B und das zweite gabelförmige Loch 17C gebildet.
Ein Ansaugdurchlass wird durch den Lageraufnahmebereich 11A, das Bohrloch in der Welle 17A, die Aufnahmeaussparung 13A, das zweite Sammelloch 13F, die Sammelkammer 13D, das Ansaugverbindungsloch 13 G, die Ansaugkammer 31, das erste gabelförmige Loch 17B, die Motorkammer 15, das Verbindungsloch 12C, die Taumelscheibenkammer 16, das erste Sammelloch 13E, das zweite gabelförmige Loch 17C und das Schublager 23 gebildet, um das angesaugte Kühlmittel in das Gehäuse des Kompressors C1 über die Ansaugöffnung 11B einzuführen.
Die Ansaugöffnung 11B und die Auslassöffnung 33A sind miteinander über einen äußeren Kühlmittelkreislauf (nicht gezeigt) verbunden. Dem Kühlmittel, das in dem Kompressor C1 und dem äußeren Kühlmittelkreislauf zirkuliert, sind Schmieröltröpfchen beigemischt, um den Kompressor C1 zu schmieren, um einen reibungslosen Betrieb von diesem zu ermöglichen.
Als nächstes wird der Betrieb des derart strukturierten Kompressors beschrieben.
Wenn die Antriebswelle 17 zur Rotation durch den Motor 21 angetrieben wird, wird die Taumelscheibe 22 auch zur Rotation damit gebracht. Wenn sich die Taumelscheibe 22 dreht, bewegt sich der Kolben 26 mit dem Schuh 28 hin und her. Durch Fortsetzen einer solchen Bewegung wird das Kühlmittel wiederholt in die Kompressionskammer 13C gesaugt, darin komprimiert und daraus ausgegeben.
Das von dem äußeren Kühlmittelkreislauf in die Ansaugöffnung 11B angesaugte Kühlmittel wird in das Bohrloch in der Welle 17A über den Lageraufnahmebereich 11A eingeführt. Ein Teil des in das Bohrloch in der Welle 17A eingeführten Kühlmittels wird in die Sammelkammer 13D über die Aufnahmeaussparung 13A und das zweite Sammelloch 13F eingeführt.
Nachdem es in einen Raum der Motorkammer 15 vor dem Rotor 20 über das erste gabelförmige Loch 17B eingeführt ist, wird ein Teil des Rests des Kühlmittels in einen Raum hinter dem Stator 19 und dem Rotor 20 durch einen Zwischenraum zwischen beiden eingeführt, währenddessen der elektrische Motor gekühlt wird, da das Kühlmittel Wärme von dem elektrischen Motor 21 abführt. Danach wird das in den Raum hinter dem Stator 19 und dem Rotor 20 eingeführte Kühlmittel in die Taumelscheibenkammer 16 über das Verbindungsloch 12C eingeführt und dann in die Sammelkammer 13D durch das erste Sammelloch 13E.
Der Rest des Kühlmittels, das von dem Lageraufnahmebereich 11A zu dem Bohrloch 17A in der Welle eingeführt ist, wie es vorher beschrieben wurde, wird in einen Zwischenraum in dem Schublager 23 über das zweite gabelförmige Loch 17C eingeführt und dann in die Sammelkammer 13D über die Taumelscheibenkammer 16 und das erste Sammelloch 13E. Das Schublager 23 wird durch das Kühlmittel gekühlt, das durch den Zwischenraum davon geführt wird, und wird auch mit den Schmieröltröpfchen geschmiert, die in dem Kühlmittel enthalten sind.
In diesem Hinblick wird ein Teil des in die Taumelscheibenkammer 16 eingeführten Kühlmittels in die Sammelkammer 13D über die Aufnahmeaussparung 13A und das zweite Sammelloch 13F eingeführt.
Das in die Sammelkammer 13D eingeführte Kühlmittel wird in die Ansaugkammer 31 über das Ansaugverbindungsloch 13D eingeführt und dann in die Kompressionskammer 13C über die Ansaugöffnung 35 angesaugt, in der das Kühlmittel der komprimierenden Wirkung des Kolbens 26 unterworfen wird, und an die Auslasskammer 33 durch die Auslassöffnung 37 ausgegeben. Das somit in die Ausgabekammer 33 ausgegebene Kühlmittel wird an den äußeren Kühlmittelkreislauf über die Auslassöffnung 33A geliefert.
Die folgenden Wirkungen sind gemäß dieser Ausführungsform erzielbar:
  • 1. Da ein Teil des Kühlmittels niedriger Temperatur, das von der Ansaugöffnung 11B angesaugt ist, in die motorbetriebenen Kompressor 15 eingeführt wird, wird die Kühlung des elektrischen Motors 21 verstärkt. Aufgrund des im Kühlmittel enthaltenden Schmieröls wird zudem die Schmierung des Radiallagers 18A erleichtert.
  • 2. Da das in die Motorkammer 15 eingeführte Kühlmittel in dem Raum vor dem Rotor 20 über das erste gabelförmige Loch 17B zu dem Raum hinter dem Stator 19 und dem Rotor 20 durch den Zwischenraum zwischen diesen beiden transferiert wird, ist es möglich, eine große Fläche der Oberfläche des elektrischen Motors 21 zu kühlen, wodurch die Kühlung des elektrischen Motors 21 vereinfacht wird.
  • 3. Da nur ein Teil des von der Ansaugöffnung 11B in die Sammelkammer 13D eingeführten Kühlmittels in die Motorkammer 15 eingeführt werden kann, während der Rest nicht in die Motorkammer 15 eingeführt wird, ist es möglich, den Temperaturanstieg des in die Sammelkammer 13D eingeführten Kühlmittels im Vergleich zu einem Fall, in dem das gesamte Kühlmittel von der Ansaugöffnung 11B in die Motorkammer 15 eingeführt wird, zu begrenzen. Das heißt, es ist möglich, den Anstieg im spezifischen Volumen des angesaugten Kühlmittels in die Kompressionskammer 13C zu begrenzen, der durch den Temperaturanstieg hervorgerufen wird, und zu verhindern, dass die Kompressionseffizienz absinkt.
    Ferner, da nicht das gesamte von der Ansaugöffnung 11B angesaugte Kühlmittel notwendigerweise durch den kleinen Zwischenraum zwischen dem Stator 19 und dem Rotor 20 gelangt, ist es möglich, den Strömungswiderstand des Kühlmittels zu reduzieren, der durch das Durchströmen durch den Zwischenraum aufgrund der Viskosität eines im Kühlmittel enthaltenen Schmieröls erzeugt wird. Entsprechend wird die Ansaugeffizienz des Kühlmittels im gesamten Bereich einer Gesamtfläche der Ansaugöffnung 11B zur Kompressionskammer 13C verbessert.
  • 4. Die Bohrung in der Welle 17A und das erste gabelförmige Loch 17B sind in der Antriebswelle 17 vorgesehen, so dass das von der Ansaugöffnung 11B angesaugte Kühlmittel in einen Teil geteilt wird, der in die Motorkammer 15 eingeführt wird, und einen Rest, der nicht darin eingeführt wird. Entsprechend ist es möglich, das Kühlmittel in das Gehäuse des Kompressors C1 über eine einzige Ansaugöffnung 11B zu saugen, ohne beispielsweise eine Anordnung anzuwenden, bei der Einlässe zum Ansaugen des Kühlmittels vom Äußeren des Gehäuses des Kompressors C1 in zwei Positionen in dem Motorgehäuse 11 vor und hinter dem elektrischen Motor 21 vorgesehen sind, um zu verhindern, dass ein Teil des Kühlmittels am elektrischen Motor 21 vorbeigeführt wird. Das heißt, da die Anzahl von Verbindungen zwischen dem Kompressor C1 und dem äußeren Kühlmittelkreislauf reduziert werden kann, wird das Abdichten vereinfacht, so dass Herstellungskosten gespart werden und die Zuverlässigkeit verbessert wird. Die Herstellung wird auch einfacher im Vergleich zu einer Anordnung, bei der ein Bypass in der Umfangswand des Motorgehäuses 11 geformt ist und dem vorderen Gehäuse 12, um das von der Ansaugöffnung 11B angesaugte Kühlmittel in die Taumelscheibenkammer 16 oder die Ansaugkammer 31 über den Bypass einzuführen, nicht über die Motorkammer 15.
  • 5. Das zweite gabelförmige Loch 17 ist vorgesehen, um einen Teil des Kühlmittels in der Bohrung in der Welle 17A in die Taumelscheibenkammer 16 einzuführen. Somit wird die Schmierung der Komponenten in der Taumelscheibenkammer 16 (beispielsweise das Radiallager 18B, die Taumelscheibe 22, das Schublager 23, die Aussparung 26A und der Schuh 28) verstärkt.
  • 6. Aufgrund des zweiten gabelförmigen Lochs 17C gelangt das von der Bohrung in der Welle 17A zur Taumelscheibenkammer 16 eingeführte Kühlmittel durch einen Zwischenraum in dem Schublager 23. Folglich wird die Schmierung des Schublagers verstärkt.
  • 7. Da die Ansaugöffnung 11B in der Motorkammer 15 auf der Achse der Antriebswelle 17 vorgesehen ist, ist es möglich, einen Weg zwischen der Ansaugöffnung 11B und der Bohrung in der Welle 17A zu verkürzen und diesen linear zu gestalten. Entsprechend kann der Strömungswiderstand gegenüber dem Kühlmittel, bis es die Bohrung in der Welle 17A erreicht, im Vergleich zu einem Fall reduziert werden, in dem der Weg länger ist und gekrümmt ist. Da die Ansaugöffnung 11B einfach mit einer Mitte des Motorgehäuses 11 und/oder dem Lageraufnahmebereich 11A ausgerichtet werden kann, kann die Ansaugöffnung 11B zudem einfach hergestellt werden.
  • 8. Die Bohrung in der Welle 17A ist durch die gegenüberliegenden Enden der Antriebswelle 17 vorgesehen, um das angesaugte Kühlmittel von der Ansaugöffnung 11B in die Sammelkammer 13D einzuführen. Dabei ist es möglich, einen Kühlmitteldurchlass von der Ansaugöffnung 11B zur Sammelkammer 13D kürzer und linearer zu gestalten, was zu einer Verringerung des Strömungswiderstands bezüglich des Kühlmittels führt. Weiterhin, da das Kühlmittel direkt von der Ansaugöffnung 11B zur Sammelkammer 13D eingeführt werden kann, ist es möglich, den Temperaturanstieg und damit einen Anstieg im spezifischen Volumen des Kühlmittels zu begrenzen.
(Zweite Ausführungsform)
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung, der als ein motorbetriebener Spiralkompressor ausgeführt ist, wird untenstehend unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben, wobei angenommen wird, dass die rechte Seite von Fig. 2 die Vorderseite des Kompressors ist und die linke Seite die Rückseite.
Wie es in Fig. 2 gezeigt ist, ist ein mittleres Gehäuse 52 fest an einer stationären Spirale 51 befestigt, und ein Motorgehäuse 53 ist fest an dem mittleren Gehäuse 52 angebracht. Ein Gehäuse für einen motorbetriebenen Spiralkompressor C2 wird durch die stationäre Spirale 51, das mittlere Gehäuse 52 und das Motorgehäuse 53 gebildet. Eine Welle 54 ist in einer drehbaren Weise durch das mittlere Gehäuse 52 und das Motorgehäuse 53 über Radiallager 55, 56 gelagert, die als Antriebswellenlager verwendet werden, und hat eine exzentrische Welle 57 integral mit ihr geformt. Eine Motorkammer 58 wird durch einen Raum definiert, der durch den inneren Umfang des Motorgehäuses 53 und des mittleren Gehäuses 52 definiert wird.
Eine Hülse 60 ist über die exzentrische Welle 57 aufgepasst. Es ist zu bemerken, dass die Welle 54, die exzentrische Welle 57 und die Hülse 60 eine Antriebswelle bilden. Eine bewegbare Spirale 61 wird durch die Hülse 60 über ein Nadellager 62 gelagert, so dass sie der stationären Spirale 51 gegenüber ist und relativ zu dieser drehbar ist. Eine drehbare Spiralwand 64 ist auf einer bewegbaren Basisplatte 63 in der bewegbaren Spirale 61 geformt, wobei eine stationäre Spiralwand 66 auf einer stationären Basisplatte 65 in der stationären Spirale 61 geformt ist, so dass sie mit der bewegbaren Spiralwand 64 kämmt. Das Nadellager 62 ist in einem Aufnahmebereich untergebracht, der in einem Vorsprung 67 geformt ist, der nach vorne (nach rechts in Fig. 1) von der bewegbaren Basisplatte 63 vorsteht. Ein Raum, der durch die stationäre Basisplatte 65, die stationäre Spiralwand 66, die bewegbare Basisplatte 63 und die bewegbare Spiralwand 64 eingeschlossen wird, definiert geschlossene Kammern 68, d. h. Kompressionskammern, deren Volumen variabel ist, wenn sich die bewegbare Spirale 61 dreht. Im wesentlichen in einer Mitte der stationären Basisplatte 65 ist eine Auslassöffnung 69 vorhanden, um das Äußere des Gehäuses des Kompressors C2 mit der geschlossenen Kammer 68 in Verbindung zu bringen.
In einer Wand des mittleren Gehäuses 52 näher an der bewegbaren Spirale 61 sind eine Vielzahl von Aussparungen 70 (nur eine ist in Fig. 2 sichtbar) entlang im wesentlichen dem gleichen Kreis geformt. In der jeweiligen Aussparung 70 sind ein stationärer Stift 71, der an dem mittleren Gehäuse 52 befestigt ist, und ein bewegbarer Stift 72, der an der bewegbaren Spirale 61 befestigt ist, untergebracht. Die bewegbare Spirale 61 wird einer Umlaufbewegung unterworfen, wenn sich die exzentrische Welle 57 dreht, wird jedoch durch den stationären Stift 71, den bewegbaren Stift 72 und den ringförmigen Ring 73 daran gehindert, sich um ihre eigene Achse zu drehen.
Es ist zu bemerken, dass ein Spiralkompressionsmechanismus durch die bewegbare Spirale 61, das Nadellager 62, die stationäre Basisplatte 65, die stationäre Spiralwand 66, den stationären Stift 71, den bewegbaren Stift 72 und den ringförmigen Ring 73 gebildet wird.
Eine bewegbare Basisplattenkammer 52A ist hinter dem mittleren Gehäuse 52 zum Aufnehmen der bewegbaren Basisplatte 63 geformt. Eine Zwischenkammer 52B ist zwischen der bewegbaren Basisplattenkammer 52A und der Motorkammer 58 vorgesehen, um die Kammern miteinander in Verbindung zu bringen. Wie es in Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sind eine Vielzahl von Basisplattenverbindungslöchern 63A (acht sind in Fig. 3 gezeigt) mit einer bogenförmigen Gestalt in der Nähe des äußeren Umfangs der bewegbaren Basisplatte 63 vorgesehen, wobei sie durch die vordere und rückwärtige Oberfläche dieser durchdringen. Die äußerste der Vielzahl der geschlossenen Kammern 68 (untenstehend als eine geschlossene Niederdruckkammer bezeichnet) und die Zwischenkammer 52B sind miteinander durch die Basisplattenverbindungslöcher 63A in Verbindung.
Im wesentlichen in einer Mitte des mittleren Gehäuses 52 ist eine Vorsprungskammer 52C geformt, um den Vorsprung 67 darin aufzunehmen. In einem Gebiet der Vorsprungskammer 52C näher an der Motorkammer 58 ist eine Lagerkammer 52D zum Unterbringen des Radiallagers 55 geformt und steht in die Motorkammer 58 vor. Die Vorsprungskammer 52C ist in Verbindung mit der Lagerkammer 52D über einen Zwischenraum in dem Radiallager 55. Die Vorsprungskammer 52C und die Zwischenkammer 52B stehen ebenfalls miteinander durch ein Verbindungsloch 52E in Verbindung, das zwischen diesen beiden Kammern vorgesehen ist.
Ein Stator 80 ist fest an dem inneren Umfang des Motorgehäuses 53 befestigt und ein Rotor 81 ist fest an dem äußeren Umfang der Welle 54 in einer Position gegenüber dem Stator 80 befestigt. Der Stator 80 und der Rotor 81 sind so angebracht, dass ein kleiner Zwischenräum zwischen dem inneren Umfang des Stators 80 und dem äußeren Umfang des Rotors 81 vorhanden ist. Der Stator 80 und der Rotor 81 bilden einen elektrischen Motor dahingehend, dass der Rotor 81 und die Welle 54 sich zusammen drehen, wenn der Stator 80 mit elektrischem Strom versorgt wird.
In der vorderen Seitenwand des Motorgehäuses 53 ist ein Lageraufnahmebereich 53A vorgesehen, um das Radiallager 56 und ein vorderes Ende der Welle 54 aufzunehmen. Weiterhin ist in dieser vorderen Seitenwand eine Ansaugöffnung 53B auf der Achse der Welle 54 vorgesehen, um den Lageraufnahmebereich 53A mit dem Äußeren der Motorkammer 58 in Verbindung zu bringen und um das Kühlmittel in das Gehäuse des Kompressors C2 zu saugen.
Die Welle 54 hat ein Wellenbohrloch 54A, das die gegenüberliegenden Enden davon durchdringt. Die Welle 54 hat auch ein erstes gabelförmiges Loch 54B, um einen Raum in der Motorkammer 58 vor dem Rotor 81 mit dem Wellenbohrloch 54A in Verbindung zu bringen, und ein zweites gabelförmiges Loch 54C, um einen Raum in der Lagerkammer 52D vor dem Radiallager 55 mit der Wellenbohrung 54A in Verbindung zu bringen. Eine Wellenbohrung 57A ist in der exzentrischen Welle 57 vorgesehen, wobei sie die gegenüberliegenden Enden davon durchdringt, und steht mit der Wellenbohrung 54A in Verbindung. Ein interner Antriebswellenkühlmitteldurchgang wird durch die Wellenbohrung 54A, das erste gabelförmige Loch 54B, das zweite gabelförmige Loch 54C und die Wellenbohrung 57A gebildet.
Wie es in Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist eine Verbindungskammer 63B in einer Mitte einer Vorderseite der bewegbaren Basisplatte 63 geformt. Eine Vielzahl von Verbindungsdurchlässen 63C (vier in dieser Ausführungsform) sind in dem Inneren der bewegbaren Basisplatte 63 geformt, um die Verbindungskammer 63B mit den Basisplattenverbindungslöchern 63a in Verbindung zu bringen. Ein interner Spiral-Kühlmitteldurchgang wird durch die Verbindungskammer 63B, die Verbindungsdurchlässe 63C und die Basisplatten-Verbindungslöcher 63A geformt, der wiederum mit dem Aufnahmebereich in dem Vorsprung 67 und der Zwischenkammer 52B in Verbindung steht.
Es ist anzumerken, dass ein Ansaugdurchlass zum Einführen des angesaugten Kühlmittels über die Ansaugöffnung 53B in das Gehäuse des Kompressors C2 und weiter zu dem Spiralkompressor durch den Lageraufnahmebereich 53A, die Wellenbohrung 54A, die Wellenbohrung 57A, das erste gabelförmige Loch 54B, die Motorkammer 58, die Zwischenkammer 52B, das zweite gabelförmige Loch 54C, die Lagerkammer 53D, das Radiallager 55, die Vorsprungskammer 52C, das Verbindungsloch 52E, das Basisplatten-Verbindungsloch 63A, die Verbindungskammer 63B und die Verbindungsdurchlässe 63C geformt wird.
Die Ansaugöffnung 53B steht mit der Auslassöffnung 62 über einen nicht gezeigten externen Kühlmittelkreislauf in Verbindung.
Als nächstes wird der Betrieb des Kompressors der oben stehenden Anordnung beschrieben.
Wenn die Welle 54 durch den elektrischen Motor gedreht wird, dreht sich die exzentrische Welle 57 zusammen mit der Hülse 60. Die exzentrische Welle 57 und die Hülse 60 drehen sich exzentrisch relativ zur Rotationsmitte der Welle 54. Diese Rotation wird über das Nadellager 62 zur drehbaren Spirale 61 übertragen, die dann zu einer Umlaufbewegung gebracht wird. In Übereinstimmung mit dieser Umlaufbewegung variiert das Volumen der geschlossenen Kammer 68, so dass sequentiell der Zyklus des Ansaugens, Komprimierens und Auslassens wiederholt wird.
Das in die Ansaugöffnung 53B von dem externen Kühlmittelkreislauf angesaugte Kühlmittel wird in die Wellenbohrung 54A über den Lageraufnahmebereich 53A eingeführt. Ein Teil des in die Wellenbohrung 54A eingeführten Kühlmittels wird in die Basisplatten- Verbindungslöcher 63A durch die Wellenbohrung 57A, den Aufnahmebereich in dem Vorsprung 67, die Verbindungskammer 63B und den Verbindungsdurchlass 63C eingeführt und in die geschlossene Kammer 68 (die geschlossene Niederdruckkammer) eingesaugt.
Ein Teil des Rests des Kühlmittels wird in einen Raum in der Motorkammer 58 vor dem Rotor 81 durch das erste gabelförmige Loch 54B eingeführt und dann in einen Raum hinter dem Stator 80 und den Rotor 81 über einen Zwischenraum zwischen diesen beiden, währenddessen der elektrische Motor gekühlt wird. Danach wird das in den Raum hinter dem Stator 80 und dem Rotor 81 eingeführte Kühlmittel in die Basisplatten- Verbindungslöcher 63A über die Zwischenkammer 52B eingeführt.
Ein Teil des in die Wellenbohrung 54A eingeführten Kühlmittels außer dem oben erwähnten Teil wird in die Lagerkammer 52D über das zweite gabelförmige Loch 54C eingeführt und dann zur Vorsprungskammer 52C über den Zwischenräum in dem Radiallager 55. Dadurch wird das Radiallager 55 geschmiert. Ein Teil des in die Vorsprungskammer 52C eingeführten Kühlmittels wird in die Basisplatten-Verbindungslöcher 63A über das Verbindungsloch 52E und die Zwischenkammer 52B eingeführt, während der Rest des Kühlmittels in die Verbindungskammer 63B über den Zwischenraum in dem Nadellager 62 eingeführt wird, das in dem Vorsprung 67 aufgenommen ist. Das Nadellager 62 wird mit den Schmieröltröpfchen geschmiert, die in dem Kühlmittel enthalten sind, das durch den Zwischenraum in dem Nadellager 62 gelangt.
Das in die geschlossene Kammer 68 gesaugte Kühlmittel (Niederdruckkammer) wird aufgrund der Umlaufbewegung der bewegbaren Spirale 61 komprimiert und über die Auslassöffnung 69 an den externen Kühlmittelkreislauf geliefert.
Bei dieser Ausführungsform sind zusätzlich zu den Wirkungen ähnlich denen der Punkte (1) bis (4), (7) und (8), die in Verbindung mit der vorstehenden Ausführungsform beschrieben wurden, die folgenden Wirkungen erzielbar:
  • 1. Das zweite gabelförmige Loch 54C ist vorgesehen, um einen Teil des Kühlmittels in der Wellenbohrung 54A zur Lagerkammer 52D und weiter zur Vorsprungskammer 52C über das Radiallager 55 zuführen. Dadurch ist es möglich, die Schmierung des Radiallagers 55 und des Inneren der Vorsprungskammer 52C zu vereinfachen (wie der Hülse 60 oder des Nadellagers 62).
  • 2. Ein Teil des in die Vorsprungskammer 52C eingeführten Kühlmittels wird weiter in die Verbindungskammer 63B über den Zwischenraum in dem Nadellager 62 eingeführt. Dadurch wird die Schmierung des Nadellagers 62 vereinfacht.
  • 3. Das in die Verbindungskammer 63B eingeführte Kühlmittel in einer Mitte der bewegbaren Basisplatte 63 von der Wellenbohrung 57A wird ferner zu den Basisplatten- Verbindungslöchern 63A über die Verbindungsdurchgänge 63C geführt, die in dem äußeren Umfang der bewegbaren Basisplatte 63 vorgesehen sind. Dadurch ist es möglich, den Kühlmittelweg von der Wellenbohrung 57A zur geschlossenen Kammer 68 (geschlossene Niederdruckkammer) zu verkürzen, wodurch der Strömungswiderstand gegenüber Kühlmittel reduziert werden kann, bis es die geschlossene Kammer 68 (Niederdruckkammer) erreicht.
  • 4. Durch das Vorsehen der Verbindungskammer 63B und der Verbindungsdurchlässe 63C kann die bewegbare Spirale 61 hinsichtlich des Gewichts leichter sein.
  • 5. Alle Verbindungsdurchlässe 63C sind nicht mit den acht Basisplatten-Verbindungslöcher 63A verbunden, sondern nur vier davon sind es. Dadurch ist es möglich, die Notwendigkeit zu verringern, die Verbindungsdurchlässe 63C vorzusehen, wodurch verhindert wird, dass die Produktionskosten ansteigen.
Die vorliegende Erfindung sollte nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen beschränkt sein, sondern kann auch das Folgende umfassen:
Das zweite gabelförmige Loch 17C (entsprechend dem zweiten gabelförmigen Loch 54C in der zweiten Ausführungsform) kann entfallen. Das heißt, das Kühlmittel in der Bohrung 17A in der Welle (Wellenbohrung 54A) muss nicht in das Schublager 23 (Radiallager 55) eingeführt werden.
Die Ansaugöffnung 11B (Ansaugöffnung 53B in der zweiten Ausführungsform) kann anders als auf der Achse der Antriebswelle 17 (Welle 54) vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Ansaugöffnung 11B (Ansaugöffnung 53B) mit der Motorkammer 15 (Motorkammer 58) in Verbindung sein und nicht über den Lageraufnahmebereich 11A (Lageraufnahmebereich 53A). In diesem Fall wird ein Teil des von der Ansaugöffnung 11B (Ansaugöffnung 53B) in die Motorkammer 15 (Motorkammer 58) eingeführten Kühlmittels weiter zur Kompressionskammer 13C (geschlossene Kammer 68) über einen Zwischenraum zwischen dem Stator 19 (Stator 80) und dem Rotor 20 (Rotor 81) eingeführt. Ein Teil des Rests des Kühlmittels wird zur Bohrung in der Welle 17A (Wellenbohrung 54A) über das erste gabelförmige Loch 17B (erstes gabelförmiges Loch 54B) und dann weiter zur Kompressionskammer 13C (geschlossene Kammer 68) geführt.
Die Bohrung in der Welle 17A kann in einem Bereich hinter dem zweiten gabelförmigen Loch 17C entfallen. In solch einem Fall wird das Kühlmittel in der Bohrung in der Welle 17A zu der Sammelkammer 13D über das zweite gabelförmige Loch 17C, die Taumelscheibenkammer 16 und das erste Sammelloch 13E zugeführt.
Das Bohrloch in der Welle 17A (Wellenbohrloch 54A) kann in einem Gebiet vor dem ersten gabelförmigen Loch 17B (ersten gabelförmigen Loch 54B) entfallen, vorausgesetzt, dass die Ansaugöffnung 11B (Ansaugöffnung 53B) mit der Motorkammer 15 (Motorkammer 58) in Verbindung steht. In solch einem Fall wird ein Teil des Kühlmittels in der Motorkammer 15 (Motorkammer 58) zu der Bohrung in der Welle 17A (Wellenbohrung 54A) über das erste gabelförmige Loch 17B (erstes gabelförmige Loch 54B) zugeführt.
Der Kompressionsmechanismus des motorbetriebenen Taumelscheibenkompressors C1 (des motorbetriebenen Spiralkompressors C2 in der zweiten Ausführungsform) kann auch von einem Typ sein, der kein festgelegtes Volumen hat, wobei ein Auslassvolumen des Kühlmittels pro Rotation der Antriebswelle 17 konstant ist. Beispielsweise kann der Kompressionsmechanismus des motorbetriebenen Taumelscheibenkompressors C1 von einer Art sein, bei der ein Hub des Kolbens 26 variabel ist. Auch der Kompressionsmechanismus des motorbetriebenen Spiralkompressors C2 kann von einer Art sein, bei der ein Teil des in die geschlossene Kammer 68 angesaugten Kühlmittels aus der geschlossenen Kammer 68 ausgelassen wird, wobei die Auslassöffnung 69 erreicht wird, so dass das Volumen des ausgelassenen Kühlmittels durch die Auslassöffnung 69 variabel ist.
Obwohl der motorbetriebenen Taumelscheibenkompressor C1 in der oben erwähnten Ausführungsform von einem Typ ist, bei dem die Taumelscheibe 22 sich integral mit der Antriebswelle 17 dreht, kann er von einer anderen Art sein, bei der die Taumelscheibe zur Hin- und Herbewegung des Kolbens sich nicht integral mit der Antriebswelle dreht, sondern operativ mit einer Rotationsplatte verbunden ist, die zusammen mit der Antriebswelle drehbar ist, so dass bewirkt wird, dass der Kolben sich hin- und herbewegt ohne Rotation der Taumelscheibe. Der motorbetriebene Taumelscheibenkompressor C1 kann von einem Typ sein, bei dem die Antriebswelle mit einer Stützoberfläche versehen ist, die die Achse der Antriebswelle unter einem Winkel schneidet und mit einer Stützwelle, die vertikal zur Stützoberfläche geformt ist, und wobei die Taumelscheibe zur Hin- und Herbewegung des Kolbens über ein Schublager gehalten wird, das zwischen dem Kolben und der Stützoberfläche vorgesehen ist, so dass sie relativ zu der Stützwelle über ein Wälzlager drehbar ist.
Der motorbetriebene Taumelscheibenkompressor C1 kann von einem Typ sein, wie er in der japanischen nicht geprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 10-184539 beschrieben ist, wobei das einmal von einer Kompressionskammer ausgelassene Kühlmittel weiter in eine andere Kompressionskammer gesaugt wird und vor dem Auslass wieder komprimiert wird.
Der motorbetriebene Taumelscheibenkompressor C1 kann jegliche Anzahl an Zylindern haben. Beispielsweise kann die Anzahl der Zylinder zwei, drei, vier, fünf, sechs oder sieben sein.
Die Wellenbohrung 54A kann in einem Gebiet hinter dem zweiten gabelförmigen Loch 54D entfallen. In diesem Fall wird das Kühlmittel in der Wellenbohrung 54A zu den Basisplatten- Verbindungslöchern 63A über das zweite gabelförmige Loch 54C eingeführt, die Lagerkammer 52D, die Vorsprungskammer 52C, das Verbindungsloch 52E und die Zwischenkammer 52B. Gemäß dieser Anordnung wird die Wellenbohrung 57A überflüssig.
Bei dem motorbetriebenen Spiralkompressor C2 kann ein Dichtelement zwischen der Hülse 60 und der Vorderseite der bewegbaren Basisplatte 63 eingelegt werden, um zu verhindern, dass das Kühlmittel von der Wellenbohrung 57A in einen Raum auf der äußeren Umfangsseite der Hülse 60 eingeführt wird.
Die Verbindungskammer 63B und die Verbindungsdurchgänge 63C können eliminiert werden.
Die Anzahl von Basisplatten-Verbindungslöchern 63A ist nicht auf acht beschränkt, sondern kann optional gewählt werden, vorausgesetzt, dass keine Schwierigkeiten beim Einführen des Kühlmittels in die geschlossene Kammer 68 auftreten.
Die Verbindungsdurchgänge 63C können mit allen Basisplatten- Verbindungslöchern 63A in Verbindung stehen. Auch kann jede Anzahl von Verbindungsdurchgängen 63C mit einem Basisplatten- Verbindungsloch 63A in Verbindung sein. In ähnlicher Weise kann jede Anzahl von Verbindungsdurchgängen 63C vorgesehen werden.
Wie es im einzelnen oben beschrieben worden ist, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, bei einem motorbetriebenen Kompressor auf eine zuverlässige Weise und unter geringen Kosten eine verbesserte Kühlung des Motors und eine Verringerung des spezifischen Volumens des Kühlmittels zu erzielen und ein Absinken der Kühlmittelansaugeffizienz des Kompressionsmechanismus aufgrund eines Anstiegs im Strömungswiderstand zu begrenzen, der durch die Viskosität des Schmieröls hervorgerufen wird.

Claims (6)

1. Motorbetriebener Kompressor, umfassend in einem Gehäuse einen Kompressionsmechanismus zum Komprimieren von Kühlmittel, einen elektrischen Motor, der einen Stator und einen Rotor hat und in einer Motorkammer in dem Gehäuse angebracht ist, und eine Antriebswelle, die mit dem Rotor verbunden ist und eine Antriebskraft des elektrischen Motors zum Kompressionsmechanismus überträgt, wobei
die Motorkammer und ein Kühlmitteldurchlass in der Welle, der in der Antriebswelle geformt ist, in einem Ansaugdurchlass zum Einführen des in das Gehäuse eingesaugten Kühlmittels zum Kompressionsmechanismus vorgesehen sind, und
wobei ein Teil des angesaugten Kühlmittels zum Kompressionsmechanismus zugeführt wird, wobei er durch einen Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor gelangt, und der Rest des angesaugten Kühlmittels zum Kompressionsmechanismus zugeführt wird, ohne durch den Zwischenraum zwischen dem Stator und dem Rotor zu gelangen, sondern wobei er durch den Kühlmitteldurchgang in der Welle gelangt.
2. Motorbetriebener Kompressor nach Anspruch 1, wobei zumindest entweder ein Antriebswellenlager zum rotatorischen Lagern der Antriebswelle in dem Gehäuse oder ein Lager zum Lagern eines Teils oder des gesamten Kompressionsmechanismus in dem Ansaugdurchgang angebracht ist.
3. Motorbetriebener Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Ansaugöffnung zum Ansaugen des Kühlmittels in das Gehäuse in der Motorkammer auf der Achse der Antriebswelle vorgesehen ist.
4. Motorbetriebener Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kühlmitteldurchlass in der Welle durch gegenüberliegende Enden der Antriebswelle geformt ist.
5. Motorbetriebener Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kompressionsmechanismus ein Spiraltyp ist, bei dem eine stationäre Spiralwand, die in einer stationären Spirale geformt ist, die auf einer Seite des Gehäuses vorgesehen ist, mit einer bewegbaren Spiralwand kämmt, die in einer bewegbaren Spirale geformt ist, die operativ mit der Antriebswelle verbunden ist, so dass die bewegbare Spirale einer Umlaufbewegung unterworfen wird, wenn sich die Antriebswelle dreht, so dass das Kühlmittel komprimiert wird, wobei ein Kühlmitteldurchgang in der Spirale in der bewegbaren Spirale geformt ist, so dass zumindest ein Teil des in den Kühlmitteldurchlass in der Spirale eingeführten Kühlmittels durch den Kühlmitteldurchlass in der Spirale in eine Kompressionskammer eingeführt wird, die zwischen beiden Spiralwänden definiert wird.
6. Motorbetriebener Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kompressionsmechanismus einer des hin- und herbeweglichen Kolbentyps ist, bei dem ein Kolben, der zur Hin- und Herbewegung in einem Zylinderbohrloch untergebracht ist, das in dem Gehäuse geformt ist, operativ mit der Antriebswelle verbunden ist, so dass das Kühlmittel durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens komprimiert wird, wenn sich die Antriebswelle dreht.
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