DE69114241T2

DE69114241T2 - Spiralverdichter.

Info

Publication number: DE69114241T2
Application number: DE69114241T
Authority: DE
Inventors: Yoshio 1187-38 Furuto Gunma 373 Ishiai; Toshihiko 5-16-18 Asahi Oizumi-Machi Gunma 370-05 Mitsunaga; Yoshinori 4-19-13 Nishikoizumi Gunma 370-05 Noboru
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1990-04-19
Filing date: 1991-04-15
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2011-04-16
Also published as: CA2057032C; EP0478795B1; WO1991016543A1; US5242282A; CA2057032A1; ES2080312T3; KR910018678A; KR970003260B1; EP0478795A4; DE69114241D1; EP0478795A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spiralverdichter mit einer antreibenden Spirale und einer angetriebenen (mitlaufenden) Spirale, die direkt von der antreibenden Spirale angetrieben wird, wobei die beiden Spiralen in der gleichen Richtung rotiert werden.

Hintergrund der Erfindung

Ein herkömmlicher Spiralverdichter ist beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung 62-282186 dargestellt, bei dem eine feste Spirale stationär in einem abgedichteten Behälter positioniert ist und eine umlaufende Spirale umlaufend um einen Mittelpunkt der festen Spirale bewegt wird.
Jedoch wird bei dem herkömmlichen Spiralverdichter eine Antriebswelle der umlaufenden Spirale einseitig angespannt, mit dem Ergebnis, daß eine starke Vibration erzeugt wird, insbesondere in einem Spiralverdichter für Hochgeschwindigkeitszwecke. Weiterhin wird in einem großformatigen Spiralverdichter eine größere Zentrifugalkraft der umlaufenden Spirale erzeugt, zur Vergrößerung einer auf ein Lager für die umlaufende Spirale anliegenden Belastung, und dadurch ergibt sich die Möglichkeit einer Verringerung der Wirksamkeit und der Betriebszuverlässigkeit.
Ein Hochgeschwindigkeits-Spiralverdichter ist in der geprüften japanischen Patentveröffentlichung 57-49721 offenbart, bei dem zwei Spiralen rotiert werden und zusätzlich eine der Spiralen um die andere Spirale herum umlaufend bewegt wird.
Der Hochgeschwindigkeits-Spiralverdichter weist einige ernste Nachteile auf. Da beispielsweise die umlaufende Spirale um die Antriebswelle herum umlaufend bewegt wird, wird die umlaufende Spirale möglicherweise abrupt und heftig vibriert, mit dem Ergebnis, daß ein Fehler im normalen Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit abnormen Geräuschen auftritt. Zusätzlich werden die beiden Spiralen in der gleichen Richtung durch Verwendung eines Kupplungsringes und eines an einem äußeren Umfangsende einer Spiralwindung gebildeten Vorsprungs in der gleichen Richtung rotiert, so daß ein von den Spiralwindungen der beiden Spiralen gebildeter Kompressionsraum involut in seinem Volumen von einer äußeren Position zu einer inneren Position verringert wird. Infolgedessen wird die Bauweise kompliziert.
In dem in der oben erwähnten japanischen Veröffentlichung 62- 282186 offenbarten Verdichter wird ein exzentrisches Lager für die umlaufende Spirale von einem nachgiebigen Element zur Beibehaltung einer konstanten radialen Lücke zwischen der Spiralwindung der festen Spirale und der Spiralwindung der umlaufenden Spirale federnd beaufschlagt, so daß eine vorbestimmte Kühlkapazität beibehalten werden kann. Jedoch wird das exzentrische Lager, das einen Zapfen der umlaufenden Spirale aufnimmt, von dem nachgiebigen Element gepreßt und gleichzeitig in eine Nut eines zugeordneten Kurbelelementes eingesetzt, so daß dementsprechend die umlaufende Spirale von einer Zentrifugalkraft seiner eigenen Umdrehung und einer Federkraft des nachgiebigen Elementes beeinflußt wird. Infolgedessen gibt es das ernsthafte Problem, daß ein Druck der umlaufenden Spirale gegen die feste Spirale übermäßig groß wird.
GB-A-2223808 offenbart eine zusammen rotierende Spiralvorrichtung für einen Spiralverdichter. Eine Antriebsspirale ist mit einer Endplatte versehen, die sich von dieser durch entsprechende Schlitze in einem Oldham-Kupplungsring zum Antrieb einer mit laufenden Spirale in relativer Umlaufbewegung erstreckende Elemente aufweist.
WO 90/02248 offenbart ein Spiralfluidgerät mit einer Zapfenund Nutverbindung zwischen einer Antriebsspirale und einer angetriebenen Spirale. Dieses Dokument offenbart die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Zusammenfassende Darstellung der Erfindunci Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesw serten Spiralverdichter des Typs, bei dem zwei Spiralen in der gleichen Richtung rotiert werden, mit einfacher Bauweise vorzusehen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen Spiralkompressor mit einem exzentrischen Lager zur Bewegung einer angetriebenen (oder zweiten) Spirale in radialer Richtung gegenüber einer antreibenden (oder ersten) Spirale vorzusehen, bei dem das exzentrische Lager nicht drehbar eingestellt ist.
Erfindungsgemäß ist ein Spiralverdichter vorgesehen, mit: einem einen Fluideinlaß und einen Fluidauslaß aufweisenden abgedichteten Behälter;
einer in dem abgedichteten Behälter angeordneten Elektromotoreinheit; und
einer Kompressoreinheit, die enthält:
einen in dem Behälter befestigten Rahmen mit einem Lager in seinem Mittelpunkt,
eine erste drehbar von dem Lager an dem Rahmen gelagerte und mit der Elektromotoreinheit verbundene und von dieser drehangetriebene Spirale, die eine Endplatte und eine Windung auf einer Oberfläche dieser Endplatte aufweist,
eine drehbar in dem Behälter angebrachte zweite Spirale, die eine Endplatte und eine an einer Oberfläche dieser Endplatte angebrachte Windung aufweist, wobei die zweite Spirale in zwischenliegender Beziehung zu der ersten Spirale derart positioniert ist, daß die Windungen der ersten und zweiten Spirale zur Bildung einer Vielzahl von Kompressionsräumen eng aneinander gepaßt sind, wobei die Drehachse der zweiten Spirale exzentrisch gegenüber der Drehachse der ersten Spirale versetzt ist,
Antriebsmittel zum Drehantreiben der zweiten Spirale in der gleichen Richtung wie die erste Spirale, wobei die Antriebsmittel eine Nut- und Zapfenverbindung zwischen den Spiralen enthalten, sowie
einen äußeren Abschnitt der Spiralen mit dem Fluideinlaß verbindende Durchgänge und einen inneren Abschnitt der Spiralen mit dem Fluidauslaß verbindende Durchgänge, und wobei eine der Windungen der ersten und zweiten Spirale die Form einer Involut-Kurve aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zapfen- und Nutverbindung zwischen den Spiralen einen von einer der Endplatten in Richtung auf die andere Endplatte vorspringenden Antriebszapfen und eine an der anderen Endplatte gebildete, den Zapfen in sich aufnehmende Führungsnut aufweist, die ein äußeres Ende enthält, das bei Drehung eine kreisförmige Umlaufbahn definiert, die außerhalb der kreisförmigen Umlaufbahn des Antriebszapfens angeordnet ist, und
daß die andere der Windungen der ersten und zweiten Spirale die Form einer winkelkorrigierten Involut-Kurve aufweist.
Durch diese Konstruktion werden die erste von der Elektromotoreinheit angetriebene Spirale und die zweite mit der ersten Spirale in einander gegenüberliegendem Eingriff angeordnete Spirale in der gleichen Richtung durch ein einziges Antriebsgerät zur Kompression rotiert.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Hilfsrahmen zur Lagerung der zweiten Spirale vorgesehen. Dieser Hilfsrahmen weist eine Nut auf, in der ein exzentrisches Lagerelement zur bewegbaren Halterung der zweiten Spirale angeordnet ist. Das exzentrische Lagerelement ist mit einer exzentrischen Lagerbuchse zur drehbaren Aufnahme einer Welle der zweiten Spirale und Federn zum Halten der exzentrischen Buchse auf ihren einander gegenüberliegenden Seiten ausgebildet. Diese Struktur des Hilfsrahmens kann selbst dann verwendet werden, wenn die Kupplung zwischen dem Antriebszapfen und der Führungsnut nicht angewandt wird.
Erfindungsgemäß ist die zweite Spirale in einer radialen Richtung gegenüber der ersten Spirale durch das exzentrische Lagerelement bewegbar, so daß eine radiale Lücke zwischen den Spiralwindungen der beiden Spiralen zu einem Zeitpunkt vergrößert wird, wenn abnorm hoher Druck in dem Kompressionsraum zwischen den in der gleichen Richtung rotierenden beiden Spiralen erzeugt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 ist eine Schnittansicht des Spiralverdichters der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist ein Schnitt längs Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Diagramm, das einen Rotationsumlauf eines Mittelpunktes eines Antriebszapfens für die beiden Spiralen und einen Rotationsumlauf eines äußeren Umfangs der Führungsnut zeigt;
Fig. 4 ist ein Teilschnitt des Spiralverdichters nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 5 ist ein Schnitt längs Linie B-B in Fig. 4.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben.
Eine Elektromotoreinheit 2 und eine Spiralverdichtereinheit 3 sind in einem unteren Abschnitt bzw. einem oberen Abschnitt in einem abgedichteten Behälter 1 angeordnet. Die Elektromotoreinheit 2 weist einen Stator 4 und einen Rotor 5 innerhalb des Stators mit einem Luftspalt 6 zwischen ihnen auf. Ein Durchgang 7 ist an der äußeren Oberfläche des Stators 4 durch teilweises Wegschneiden der äußeren Oberfläche des Stators gebildet. Ein Hauptrahmen 8 ist im Preßsitz in einer inneren Oberfläche des abgedichteten Behälters 1 befestigt und mit einem Hauptlager 9 an einem Mittelpunkt versehen, und in ähnlicher Weise ist ein Hilfsrahmen 10 im Preßsitz an der inneren Oberfläche des abgedichteten Behälters 1 angebracht. Der Hilfsrahmen lo weist ein Hilfslager ll an einem Mittelpunkt auf, und der Hauptrahmen 8 und der Hilfsrahmen 10 sind mit Hilfe von Bolzen 13 zur Bildung einer Kammer 12 miteinander verbunden. Die Spiralverdichtereinheit 3 weist eine erste Spirale 14 (d.h. eine antreibende Spirale) und eine zweite Spirale 15 (d.h. eine mitlaufende oder angetriebene Spirale) auf, die in der gleichen Richtung wie die antreibende Spirale 14 rotiert. Die antreibende Spirale 14 weist eine scheibenförmige Endplatte 16, eine sich von einer oberen Oberfläche der Endplatte 16 in einer Involut-Kurven-Konfiguration erstreckende Spiralwindung 17 und eine Antriebswelle 18 auf, die von einem Mittelpunkt der unteren Oberfläche der Endplatte 16 vorspringt, um fest in eine Bohrung des Rotors 5 eingepaßt zu werden. Die angetriebene Spirale 15 weist eine rohrförmige Endplatte 19, eine von einem äußeren Umfang der Endplatte 19 vorspringende ringförmige Wand 20 zum gleitenden Kontakt mit der Endplatte 16 der antreibenden Spirale 14, eine sich von einer unteren Oberfläche der Endplatte 19 in einer winkelkorrigierten Involut-Kurven-Konfiguration erstreckende Spiralwindung 21 innerhalb der ringförmigen Wand sowie eine leerlaufende Welle 22 auf.
Die Spiralwindung 17 der antreibenden Spirale 14 weist Koordinaten auf, die erhalten werden durch:
X = R ( cos θ + 9 sin θ)
Y = R ( sin θ + 9 cos θ)
und die Spiralwindung 21 in einer winkelkorrigierten Involut- Kurve der angetriebenen Spirale 15 weist Koordinaten auf, die man erhält durch:
x = -R [cos θ + ( 9 + β ) sin ( 9 + β)]
Y = -R [ sin θ - ( 9 + β ) cos ( 9 + β)]
β = tan &supmin;¹ { P sin θ / ( P cos θ +&epsi;)}
wobei:
R : ein Radius eines Basiszirkels
P : ein Radius eines Kreisumlaufes eines Antriebszapfens ist.
Die antreibende Welle 18 der antreibenden Spirale 14 ist in dem Hauptlager 9 des Hauptrahmens 8 gelagert, und die mitlaufende Welle 22 der angetriebenen Spirale 15 ist in dem Hilfslager 11 gelagert. Die treibende Spirale 14 und die angetriebene Spirale 15 stehen in einem einander gegenüberliegenden Eingriff in der Kammer 12, so daß die Windungen 17, 21 der beiden Spiralen 14, 15 miteinander an einer Vielzahl von Punkten zur Bildung einer Vielzahl von Kompressionsräumen 23 in Kontakt stehen.
Das Innere des abgedichteten Behälters 1 wird durch den Hauptrahmen 8 und den Hilfsrahmen 10 in eine Niederdruckkammer 24 und eine Hochdruckkammer 25 unterteilt.
Die antreibende Welle 18 weist eine Auslaßöffnung 26 zum Auslassen eines komprimierten Kühlmittels in dem Verdichtungsraum 23 durch diese öffnung 26 in die Hochdruckkammer 25 auf. Die Auslaßöffnung 26 weist eine obere Öffnung 27 und eine untere Öffnung 28 auf, die beide mit der Hochdruckkammer 25 verbunden sind.
Die mit laufende Welle 22 weist eine Ansaugöffnung 29 zum Einleiten des Kühlmittels in der Niedrigdruckkammer 24 in den Kompressionsraum 23 auf. Die Endplatte 19 weist einen Kanal 30 auf, der mit der Ansaugöffnung 29 verbunden ist, um das Kühlmittel nach innen in den Kompressionsraum 23 zu führen.
Ein Antriebsgerät 31 weist einen Antriebszapfen 32 auf, der von einem äußeren Umfang der Endplatte 16 der antreibenden Spirale 14 vorspringt, sowie eine Führungsnut 33, die sich in radialer Richtung an der ringförmigen Wand 20 der angetriebenen Spirale 15 erstreckt, zur Aufnahme des Antriebszapfens 32. Die Führungsnut 33 ist durch Schneiden eines äußeren Abschnittes der angetriebenen Spirale 15 U-förmig ausgebildet, so daß ein Kreisumlauf des äußeren Umfangsendes der Führungsnut 33 außerhalb eines Kreisumlaufes des Mittelpunktes des Antriebszapfens 32 positioniert ist.
Die Endplatte 16 der ersten Spirale 14 weist ein kleines durchgehendes Loch 34 auf, das den Kompressionsraum in einer mittleren Kompression mit der Kammer 12 verbindet. Die Kammer 12 und die Niedrigdruckkammer 24 sind durch das Dichtelement 35 hermetisch abgedichtet und voneinander abgeschirmt, das auf einer Gleitoberfläche des Hilfslagers 11 des Hilfsrahmens 10 angeordnet ist, gegenüber der mitlaufenden Welle 22 der angetriebenen Spirale 15. In ähnlicher Weise sind die Kammer 12 und die Hochdruckkammer 25 gegenüber der Antriebswelle 18 der antreibenden Spirale 14 durch ein Dichtelement 36 hermetisch abgedichtet, das auf einer Gleitoberfläche des Hauptlagers 9 des Hauptrahmens 8 angeordnet ist.
Eine Ansaugleitung 37 ist in einem oberen Abschnitt des abgedichteten Behälters angeordnet, so daß sie mit der Niedrigdruckkammer 24 verbunden ist, und eine Auslaßleitung 38 ist benachbart dem unteren Abschnitt des Hauptrahmens angeordnet, so daß sie mit der Hochdruckkammer 25 verbunden ist.
Wenn in dem Spiralverdichter der Fig. 1 bis 3 die Elektromotoreinheit 2 angetrieben wird, wird die erste oder antreibende Spirale 14 durch die Hauptantriebswelle 18 in Drehung versetzt und eine Drehkraft der antreibenden Spirale 14 wird durch das Antriebsgerät 31 auf die zweite oder angetriebene Spirale abgegeben. Daher wird die angetriebene Spirale 15 in der gleichen Richtung wie die antreibende Spirale 14 rotiert. Die mitlaufende Welle 22 der angetriebenen Spirale 15 ist exzentrisch mit einem '&epsi;'-Abstand von der antreibenden Welle 18 der antreibenden Spirale 14 angeordnet, und dementsprechend wird die angetriebene Spirale 15 exzentrisch gegenüber der antreibenden Spirale 14 gedreht. Daher reduziert sich der Kompressionsraum 23 nach und nach in seinem Volumen, wenn er von einer äußeren Position nach innen in eine innere Position der Spiralwindungen bewegt wird, und das von der Ansaugleitung 37 in die Niedrigdruckkammer 24 geflossene Kühlmittel wird in den Kompressionsraum 23 zur Komprimierung durch die Ansaugöffnung 19 und den Kanal 30 der Endplatte 19 geleitet. Das auf diese Weise komprimierte Kühlmittel wird zu der Auslaßöffnung 26 der Hauptantriebswelle 18 der antreibenden Spirale 14 und dann durch die Auslaßöffnungen 27, 28 in die Hochdruckkammer 25 geleitet. Danach wird es aus dem abgedichteten Behälter durch die Auslaßleitung 38 entlassen. Wenn das Kühlmittel in einem Zustand mittlerer Kompression und mittleren Drucks ist, wird es aus dem kleinen durchgehenden Loch 34 in die Kammer 12 ausgelassen, so daß es als Rückdruck auf die beiden Spiralen 14, 15 wirkt, und die Enden der beiden Spiralwindungen 17, 21 der antreibenden und der angetriebenen Spiralen werden gleitend längs der Oberflächen der Endplatten 16, 19 mit einem konstanten beibehaltenen Spiel zwischen den beiden Enden der Windungen bewegt.
Wie beschrieben wurde, wird die zweite oder angetriebene Spirale 15 in der gleichen Richtung wie die erste oder antreibende Spirale 14 mit Hilfe des Antriebsgerätes 31 gedreht, und das Antriebsgerät ist derart konstruiert, daß ein Kreisumlauf des äußeren Umfangs der Führungsnut 33 außerhalb eines Kreisumlaufes eines Mittelpunktes des Antriebszapfens 32 liegt. Durch diese Konstruktion wird der Antriebszapfen 32 glatt und zuverlässig in der Führungsnut 33 aufgenommen, ohne diese zu verlassen, und es ist möglich, daß nur ein einzelner Antriebszapfen 32 die beiden Spiralen in der gleichen Richtung rotiert, um das Volumen des Kompressionsraumes 23 für die vorbestimmten Kompressionszwecke nach und nach zu reduzieren. Weiterhin weicht der Mittelpunkt der antreibenden Spirale 14 von dem Mittelpunkt der angetriebenen Spirale 15 um einen Abstand '&epsi;' ab und ist die Spiralwindung 17 der antreibenden Spirale 14 in einer Involut-Kurven-Konfiguration ausgebildet, während die Spiralwindung 21 die angetriebenen Spirale 15 in einer winkelkorrigierten Involut-Kurven-Konfiguration ausgebildet ist. Diese Konstruktion ermöglicht einen passenden Kontakt zwischen den beiden Windungen 17, 21 und verhindert, daß eine Windung außer Eingriff mit der anderen Windung gerät oder zu stark gegen diese drückt, so daß eine bevorzugbare Kompression durch den Kompressionsraum 23 erreicht wird.
Da die Niedrigdruckkammer 24 und die Hochdruckkammer 25 von den Dichtelementen 35, 36 hermetisch abgedichtet werden, wird ein Kühlmittel mit niedrigem Druck und mit hohem Druck daran gehindert, in die Kammer 12 in dem Haupt- und Hilfsrahmen 8 und 10 zu fließen, so daß der vorbestimmte Mitteldruck in der Kammer 12 beibehalten werden kann. Daher kann eine geeignete Dichtkraft in der axialen Richtung der beiden Spiralen 14, 15 beibehalten werden.
Das komprimierte Kühlmittel in dem Kompressionsraum 23 wird aus der oberen Öffnung 27 und der unteren Öffnung 28 in die Hochdruckkammer 25 durch die Auslaßöffnung 26 ausgegeben, und auf diese Weise läßt sich eine Druckreduzierung des in die Hochdruckkammer 25 abgegebenen Kühlmittels vermeiden. Zusätzlich wird das Kühlmittel aus der unteren Entladeöffnung 28 in die Auslaßleitung 38 durch den Luftspalt 6 und den Durchgang 7 der Elektromotoreinheit 2 gerichtet und kühlt wirksam die Elektromotoreinheit 2, wobei gleichzeitig die Wärme der Elektromotoreinheit 2 wirksam ausgenutzt wird.
In der vorliegenden Erfindung wird eine vorbestimmte Komprimierung durch Rotieren der angetriebenen Spirale 15 in der gleichen Richtung wie die antreibende Spirale 14 mit Hilfe eines einzigen Antriebszapfens als Antriebszapfen 32 erreicht. Daher läßt sich eine Umlaufbewegung sowohl der antreibenden als auch der angetriebenen Spirale 14, 15 und jede durch eine solche Umlaufbewegung erzeugte Vibration verhindern. Zusätzlich kann die Drehung der beiden Spiralen in der gleichen Richtung eine geeignete Komprimierung durch den Kompressionsraum 23 vorsehen.
In der dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Beschreibung so abgefaßt, daß eine der Spiralwindung in einer Involut-Kurven-Konfiguration ausgebildet und die andere in einer winkelkorrigierten Involut-Kurven-Konfiguration ausgebildet ist. Dennoch ist eine Modifikation insoweit möglich, daß die Spiralwindung in einer halbkreisförmigen Spiralform in jeder der beiden Spiralen gebildet werden kann. In dieser Modifikation werden die beiden Spiralen in der gleichen Richtung durch einen einzigen Antriebszapfen rotiert, und eine gewünschte Kompression kann erreicht werden.
Nach der vorliegenden Erfindung ist das Antriebsgerät mit der Kombination des von einem äußeren Umfang der treibenden oder angetriebenen Spirale vorspringenden Antriebszapfens und der sich radial an der Endplatte der jeweils anderen Spirale erstreckenden Führungsnut derart gebildet, daß ein Kreisumlauf des äußeren Endes der Führungsnut außerhalb eines Kreisumlaufes des Mittelpunktes des Antriebszapfens angeordnet ist. Daher kann eine Rotation der beiden Spiralen in der gleichen Richtung einen nach und nach abnehmenden Kompressionsraum zu Kompressionszwecken bilden, ohne unnötige Vibration und Geräusch der Spiralen in einem Hochgeschwindigkeitsbetrieb.
In den Fig. 4 und 5, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, weist der Hilfsrahmen 10 eine langgestreckte Gleitnut 40 zur gleitenden Aufnahme eines exzentrischen Lagers 41 darin auf. Das exzentrische Lager 41 weist eine exzentrische Buchse 43 auf, die ein Loch 42 zur drehenden Aufnahme der mitlaufenden Welle 22 der angetriebenen Spirale 15 sowie Schraubenfedern 44, 45 aufweist, um die exzentrische Buchse 43 von ihren entgegengesetzten Seiten nachgiebig zu halten. In der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 ist ein Dichtelement 35A das dem Dichtelement 35 in Fig. 1 bis 3 entspricht, auf einer Gleitoberfläche der Endplatte 19 der angetriebenen Spirale 15 angeordnet, um die Kammer 12 und die Niedrigdruckkammer 24 mit Hilfe des Hilfsrahmens 10 hermetisch abzudichten.
In der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 wird, wenn die Elektromotoreinheit 2 angetrieben wird, eine Drehkraft des Rotors 5 an die antreibende Spirale 14 durch ihre Antriebswelle 18 und gleichzeitig an die angetriebene Spirale 15 abgegeben, so daß die angetriebene Spirale 15 in der gleichen Richtung wie die antreibende Spirale 14 gedreht wird. Der Mittelpunkt der mitlaufenden Welle 22 der angetriebenen Spirale 15 weicht von dem Mittelpunkt der antreibenden Welle 18 der antreibenden Spirale 14 mit Hilfe des exzentrischen Lagers 41 ab, das in der Gleitnut 40 eingepaßt ist, so daß die mitlaufende Welle 22 gegenüber der antreibenden Welle 18 exzentrisch rotiert wird.
Das exzentrische Lager 41 ist mit der exzentrischen Buchse 43 mit dem Loch 42 zur Aufnahme der mitlaufenden Welle 22 und den Federn 44, 45 zum Halten der exzentrischen Buchse 43 wie beschrieben ausgebildet, so daß die mitlaufende Welle 22 exzentrisch von der antreibenden Welle 18 beabstandet ist. Da die exzentrische Buchse 43 nachgiebig in der Gleitnut 40 mit Hilfe der Federn 44, 45 gesichert ist, wird die exzentrische Buchse 43 gleitend in der langgestreckten Gleitnut 40 gegen eine nachgiebige Kraft der Federn 44, 45 bewegt, wenn in dem Kompressionsraum 23 ein abnorm hoher Druck erzeugt wird, so daß die Windung 21 der angetriebenen Spirale 15 etwas von der Windung 17 der antreibenden Spirale 14 freigegeben wird. Weiterhin wird das exzentrische Lager 41 nicht rotiert, so daß sich keine Zentrifugalkraft den Federn 44, 45 hinzufügt, die die Buchse 43 halten. Daher wird eine Federkonstante der Federn 44, 45 nicht geändert.
Nach der vorliegenden Erfindung ist der Hilfsrahmen mit einer Gleitnut zur gleitenden Sicherung eines exzentrischen Lagers in ihr versehen, so daß die angetriebene (oder zweite) Spirale bewegbar von dem exzentrischen Lager getragen wird. Das exzentrische Lager ist mit einer exzentrischen Buchse und einem Federgerät zur nachgiebigen Sicherung der Buchse gebildet. Diese Struktur erlaubt es, die angetriebene Spirale in einem Normalbetrieb zuverlässig zu sichern und auch, die angetriebene Spirale von der antreibenden Spirale freizugeben, wenn in dem Kompressionsraum ein abnorm hoher Druck erzeugt wird, so daß eine Schädigung der Elemente des Spiralverdichters verhindert werden kann.

Claims

1. Spiralverdichter, mit:

einem einen Fluideinlaß (37) und einen Fluidauslaß (38) aufweisenden abgedichteten Behälter (1);

einer in dem abgedichteten Behälter (1) angeordneten Elektromotoreinheit (2); und

einer Kompressoreinheit (3), die enthält:

einen in dem Behälter (l) befestigten Rahmen (8) mit einem Lager (9) in seinem Mittelpunkt,

eine erste drehbar von dem Lager (9) an dem Rahmen (8) gelagerte und mit der Elektromotoreinheit (2) verbundene und von dieser drehangetriebene Spirale (4), die eine Endplatte (16) und eine Windung (17) auf einer Oberfläche dieser Endplatte (16) aufweist,

eine drehbar in dem Behälter angebrachte zweite Spirale (15), die eine Endplatte (19) und eine an einer Oberfläche dieser Endplatte angebrachte Windung (21) aufweist, wobei die zweite Spirale (15) in zwischenliegender Beziehung zu der ersten Spirale (14) derart positioniert ist, daß die Windungen (17, 21) der ersten und zweiten Spirale zur Bildung einer Vielzahl von Kompressionsräumen (23) eng aneinander gepaßt sind, wobei die Drehachse der zweiten Spirale (15) exzentrisch gegenüber der Drehachse der ersten Spirale (14) versetzt ist,

Antriebsmittel (31) zum Drehantreiben der zweiten Spirale (15) in der gleichen Richtung wie die erste Spirale (14), wobei die Antriebsmittel eine Nutund Zapfenverbindung zwischen den Spiralen enthalten, sowie

einen äußeren Abschnitt der Spiralen mit dem Fluideinlaß (37) verbindende Durchgänge (24, 29) und einen inneren Abschnitt der Spiralen mit dem Fluidauslaß (38) verbindende Durchgänge (25, 26, 27, 28), und wobei eine (17) der Windungen der ersten und zweiten Spirale die Form einer Involut-Kurve aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen- und Nutverbindung zwischen den Spiralen einen von einer der Endplatten in Richtung auf die andere Endplatte vorspringenden Antriebszapfen (32) und eine an der anderen Endplatte gebildete, den Zapfen (32) in sich aufnehmende Führungsnut (33) aufweist, die ein äußeres Ende enthält, das bei Drehung eine kreisförmige Umlaufbahn definiert, die außerhalb der kreisförmigen Umlaufbahn des Antriebszapfens (32) angeordnet ist,

und

daß die andere (21) der Windungen der ersten und zweiten Spirale die Form einer winkelkorrigierten Involut-Kurve aufweist.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, bei dem die Kompressoreinheit weiterhin einen in dem Behälter (1) befestigten Hilfsrahmen (10) enthält, der ein die zweite Spirale (15) drehbar lagerndes Lager (11, 41) aufweist.

3. Spiralverstärker nach Anspruch 2, bei dem die Spiralen (14, 15) mit den jeweiligen Endplatten (16, 19) verbundene Wellen (18, 22) aufweisen, drehbar von den entsprechenden Lagern (9; 11, 41) gelagert.

4. Spiralverdichter nach Anspruch 3, bei dem das Lager (41) des Hilfsrahmens (10) exzentrisch und gleitend in einer Gleitnut (40) des Hilfsrahmens (10) angeordnet ist,das Lager (41) eine die Welle (22) der zweiten Spirale(15) aufnehmende exzentrische Büchse (43) und ein Federgerät enthält, das die exzentrische Büchse (41) in der Gleitnut (40) nachgiebig sichert.

5. Spiralverdichter nach Anspruch 4, bei dem das Federgerät ein Paar Schraubenfedern (44, 45) aufweist, die die exzentrische Büchse (41) von einander entgegengesetzten Seiten dieser Büchse her halten.

6. Spiralverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem jede der Spiralen eine ringförmige Wand a (20) aufweist, die sich von dem äußeren Umfang ihrer Endplatte in Richtung auf die andere Spirale erstreckt; die ringförmige Wand (20) die Wandungen (17, 21) beider Spiralen (14, 15) umgibt; und die Führungsnut (33) der Antriebsmittel (31) sich radial in die ringförmige Wand (20) von deren äußerem Umfang her erstreckt.

7. Spiralverdichter nach Anspruch 6, bei dem die ringförmige Wand (20) und die Führungsnut (33) an der zweiten Spirale (15) ausgebildet sind.