DE60111903T2

DE60111903T2 - Dichtungskühlung für Taumelscheibenverdichter

Info

Publication number: DE60111903T2
Application number: DE60111903T
Authority: DE
Inventors: Naoya Kariya-shi Yokomachi; Takeshi Kariya-shi Yamada; Masakazu Kariya-shi Murase; Toshiro Kariya-shi Fujii; Tatsuya Kariya-shi Koide
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2000-10-10
Filing date: 2001-10-02
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2021-10-03
Also published as: EP1197659A3; JP2002188566A; EP1197659A2; US20020041809A1; EP1197659B1; US6589022B2; DE60111903D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor mit einer Kühlstruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
2. Stand der Technik
Ein Kompressor mit einer Kühlstruktur gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bekannt aus DE 36 15 459 A .
Außerdem ist in dem Kompressor, der in der Veröffentlichung Nr. 10-26092 eines japanischen ungeprüften Patents offenbart ist, um das zwischen dem Gehäuse und der drehbaren Welle angeordnete Wellendichtmittel zu schmieren, eine Kommunikationsöffnung von dem Zwischenbereich des Ansaugkühlmittelkanals abgezweigt und mit dem Wellendichtmittel verbunden. Ein Teil des Kühlmittels, das in dem Ansaugkühlmitteldurchgang strömt, erreicht das Wellendichtmittel über die Kommunikationsöffnung, so dass das mit dem Kühlmittel zusammen strömende Schmiermittel das Wellendichtmittel schmiert.
In dem in der Veröffentlichung Nr. 11-241681 eines japanischen ungeprüften Patents offenbarten Kompressor ist ein Dekompressionsdurchgang in der drehbaren Welle vorgesehen, welcher das Wellendichtmittel erreicht, und der Dekompressionsdurchgang wird durch die Ansaugwirkung eines Ventilators, der sich integral mit der drehbaren Welle dreht, dekomprimiert. Der Bereich, in welchem das Wellendichtmittel angeordnet ist, ist mit der Steuerdruckkammer verbunden, in welcher die Schrägscheibe untergebracht ist. Das Kühlmittel strömt von der Steuerdruckkammer durch Dekompression in dem Dekompressionsdurchgang in den Bereich des Wellendichtmittels hinein. Daher schmiert das zusammen mit dem Kühlmittel strömende Schmiermittel das Wellendichtmittel.
Die Abdichtfunktion des Wellendichtmittels vermindert sich früh in einer Hochtemperaturumgebung. Daher ist es wichtig, das Dichtmittel nicht nur zu schmieren, sondern auch zu kühlen. Bei dem in der Veröffentlichung Nr. 10-26092 des japanischen ungeprüften Patents offenbarten Kompressor erreicht die Dekompressionsöffnung den Bereich, in welchem das Wellendichtmittel angeordnet ist. Daher strömt ein Schmiermittel, das in die Kommunikationsöffnung hinein geströmt ist, nicht glatt bzw. gleichförmig. Wenn das Schmiermittel aber nicht gleichförmig strömt, kann das Wellendichtmittel nicht effizient gekühlt werden.
In dem in der Veröffentlichung Nr. 11-241681 des japanischen ungeprüften Patents offenbarten Kompressor wird das Kühlmittel, das von der Steuerdruckkammer in den Bereich hinein strömt, in welchem das Wellendichtmittel angeordnet ist, über den Dekompressionsdurchgang in der drehbaren Welle in die Steuerdruckkammer zurückgeführt. Daher strömt Schmiermittel gleichförmig in dem Bereich, in welchem das Wellendichtmittel angeordnet ist. Die Temperatur in der Steuerdruckkammer ist aber hoch, und die Temperatur des Schmiermittels, das in den Bereich hineinströmt, in welchem die Wellendichtung angeordnet ist, ist ebenfalls hoch. Obwohl es notwendig ist, ein Dekompressionsmittel (beispielsweise einen Ventilatormechanismus) zum Erzeugen einer Druckdifferenz zwischen dem Bereich, in welchem das Wellendichtmittel angeordnet ist, und der Steuerdruckkammer vorzusehen, kann daher das Wellendichtmittel nicht effektiv gekühlt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine zwischen einem Gehäuse und einer drehbaren Welle zum Abdichten des Inneren des Gehäuses des Kompressors angeordnete Wellendichteinrichtung effektiv zu kühlen.
Um dieses Ziel zu erreichen, schafft die vorliegende Erfindung einen Kompressor mit Kompressor mit einem Gehäuse mit einer Ansaugkammer, einer Auslasskammer und zumindest einer Kompressionskammer; zumindest einem Kompressionselement, das die besagte zumindest eine Kompressionskammer begrenzt; einer Welle, die mittels des Gehäuses so drehbar gelagert ist, dass das Kompressionselement so bewegt wird, dass ein Kühlmittel aus der Ansaugkammer in die Kompressionskammer eingesaugt und aus der Kompressionskammer in die Auslasskammer ausgegeben wird; und einer Wellendichtungseinrichtung, die zwischen dem Gehäuse und der drehbaren Welle angeordnet ist, um das Innere des Gehäuses des Kompressors abzudichten; einem Aufnahmeraum zur Aufnahme der Wellendichtungseinrichtung; und einem mit dem Aufnahmeraum verbundenen Kanal, durch welchen hindurch das Kühlmittel in Kontakt mit der Wellendichtungseinrichtung geraten kann, wobei der Kanal einen Durchgang von einem Ansaugdruckbereich außerhalb des Gehäuses über den Aufnahmeraum hin zu der Ansaugkammer bildet, und ein Einlass von einem Bereich des Kanals auf der stromaufwärtigen Seite des Aufnahmeraums bis zum Aufnahmeraum und ein Auslass vom Aufnahmeraum bis zu einem Bereich des Kanals auf der stromabwärtigen Seite des Aufnahmeraums separat voneinander ausgebildet sind.
Das von dem Ansaugdruckbereich außerhalb des gesamten Gehäuses her strömende Kühlmittel strömt von dem Durchgangsbereich auf der stromaufwärtigen Seite in den Aufnahmeraum hinein über den Einlass und strömt aus dem Aufnahmeraum hinaus in den Durchgangsbereich auf der stromabwärtigen Seite über den Auslass. In dem Aufnahmeraum sind der Einlass und der Auslass separat voneinander angeordnet, und daher strömt das Schmiermittel gleichförmig in dem Aufnahmeraum. Außerdem ist die Temperatur des Kühlmittels in dem Ansaugdruckbereich außerhalb des Gehäuses des Kompressors gering, und die Temperatur des Schmiermittels, das zusammen mit dem Kühlmittel geringer Temperatur strömt, ist ebenfalls gering. Demzufolge kann die in der Aufnahmekammer untergebrachte wellendichte Einrichtung effektiv gekühlt werden.
Vorzugsweise befindet sich der Einlass oberhalb der drehbaren Welle und der Auslass unterhalb der drehbaren Welle.
Ein Teil des Schmiermittels, das von dem Einlass in dem Aufnahmeraum hinein strömt, strömt abwärts entlang der Wellendichtungseinrichtung und kühlt die Wellendichtungseinrichtung. Das Schmiermittel, das die Wellendichtungseinrichtung abgekühlt hat, während es abwärts entlang des Wellendichtmittels strömt, strömt aus dem Einlass hinaus. Der Einlass ist oberhalb der drehbaren Welle angeordnet und der Auslass ist unterhalb der drehbaren Welle angeordnet, und daher strömt das Schmiermittel gleichförmig entlang der Wellendichtungseinrichtung.
Vorzugsweise erstreckt sich die drehbare Welle durch das vordere Gehäuse, welches das Gehäuse des Kompressors beinhaltet, durch welches hindurch sich die drehbare Welle zur Außenseite des Gehäuses erstreckt, wobei die erste Wellendichtungseinrichtung zwischen der drehbaren Welle und dem vorderen Gehäuse angeordnet ist, sich der Durchgang in der Wand des vorderen Gehäuses erstreckt und mit dem Aufnahmeraum verbunden ist, und ein Einlass des Kanals in dem vorderen Gehäuse angeordnet ist.
Die Länge des Durchgangs von außerhalb des Gehäuses bis zu dem Unterbringungsraum bzw. Aufnahmeraum ist kurz, und daher kann ein Anstieg in der Temperatur des Kühlmittels unterdrückt werden, während das Kühlmittel von außerhalb des Gehäuses in den Aufnahmeraum hinein strömt.
Vorzugsweise ist der Kompressor ein Kolbenkompressor mit variabler Verdrängung, der das Gehäuse aufweist, welches ein vorderes Gehäuse beinhaltet und einen mit dem vorderen Gehäuse gekoppelten Zylinderblock, welcher eine Vielzahl von Zylinderbohrungen hat, die um die drehbare Welle herum angeordnet sind, in den Zylinderbohrungen als Kompressionselemente untergebrachte Kolben, um die Kompressionskammer zu begrenzen, eine neigbare Schrägscheibe, die in einer Steuerkammer in dem vorderen Gehäuse angeordnet ist und mittels der drehbaren Welle so gedreht wird, dass ein Neigungswinkel der Schrägscheibe durch Einstellen eines Drucks in der Steuerdruckkammer verändert wird, wobei der Aufnahmeraum und die Ansaugkammer voneinander durch die Steuerdruckkammer und den Zylinderblock getrennt sind, und eine zweite Wellendichteinrichtung zum Schließen der Verbindung zwischen dem Aufnahmeraum und der Steuerdruckkammer entlang der Umfangsfläche der drehbaren Welle.
Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise angewandt auf einen Kolbenkompressor mit variabler Verdrängung, in welchem der Aufnahmeraum und die Ansaugkammer voneinander getrennt sind, so dass die Steuerdruckkammer und der Zylinder dazwischen vorgesehen werden können.
Vorzugsweise weist die Wellendichtungseinrichtung eine mechanische Dichtung auf. Die mechanische Dichtung hat eine exzellente Druckwiderstandseigenschaft.
Vorzugsweise weist die Wellendichtungseinrichtung eine Lippendichtung auf. Wenn eine solche Lippendichtung verwendet wird, kann die Wellendichtungsstruktur zu geringen Kosten zusammengesetzt werden, und außerdem ist es möglich, durch die Lippendichtung eine exzellente Öldichtungseigenschaft zu schaffen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung wird deutlicher aus der nun folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, in welchen
1 eine Querschnittsseitenansicht ist, die einen gesamten Kompressor der ersten Ausführungsform zeigt,
2 eine vergrößerte Querschnittsseitenansicht ist, die einen primären Bereich des Kompressors der 1 zeigt.
3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 1 ist,
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in 1 ist,
5 eine Querschnittsseitenansicht ist, die einen Kompressor der zweiten Ausführungsform zeigt,
6 eine Querschnittsseitenansicht ist, die einen Kompressor der dritten Ausführungsform zeigt,
7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in 6 ist,
8 eine Querschnittsseitenansicht ist, die einen Kompressor der vierten Ausführungsform zeigt, und
9 eine vergrößerte Querschnittsseitenansicht ist, die einen primären Bereich eines Kompressors einer anderen Ausführungsform zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Mit Bezug auf die 1 bis 4 wird die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindungen nun wie folgt erklärt.
1 ist eine Ansicht, die die innere Struktur eines Kolbenkompressors mit variabler Verdrängung zeigt. Das gesamte Gehäuse 10 des Kompressors weist ein vorderes Gehäuse 11, ein hinteres Gehäuse 12 und einen Zylinder 19 auf, wobei diese Komponenten miteinander gekoppelt sind. Das vordere Gehäuse 11 weist außerdem auch ein Stützgehäuse 30 und ein eine Kammer bildendes Gehäuse 31 auf. Das Stützgehäuse 30, das die Kammer bildende Gehäuse 31, der Zylinder 19 und das hintere Gehäuse 12 sind mit Schrauben 32 befestigt und fixiert, die sich durch das Stützgehäuse 30, das die Kammer bildende Gehäuse 31 und den Zylinder 19 erstrecken und an dem hinteren Gehäuse 12 verschraubt sind.
Eine drehbare Welle 13 ist mittels die Kammer bildenden Gehäuses 31 gelagert, welches eine Steuerdruckkammer 111 bildet, und den Zylinder 19. Ein Drehstützkörper 14 ist an der drehbaren Welle 13 in der Steuerdruckkammer 111 angebracht. Ein Radiallager 33 ist zwischen dem Drehstützkörper 14 und dem die Kammer bildenden Gehäuse 31 angeordnet. Ein Radiallager 34 ist zwischen dem Endabschnitt der drehbaren Welle 13, welcher in die in dem Zylinder 19 ausgebildete Stützöffnung 195 eingesetzt ist, und der Umfangsfläche der Stützöffnung 195 angeordnet. Das die Kammer bildende Gehäuse 31 stützt den Drehstützkörper 14 und die drehbare Welle 13 über das Radiallager 33 so, dass der Drehstützkörper 14 und die drehbare Welle 13 integral gedreht werden können. Der Zylinder 19 stützt drehbar die drehbare Welle 13 über das Radiallager 34.
Die drehbare Welle 13 steht zur Außenwelle des Kompressors durch eine Durchgangsöffnung 40 in dem Stützgehäuse 30 hervor, und eine Drehantriebsenergie wird auf die drehbare Welle 13 von einer externen Antriebsquelle übertragen (beispielsweise eine Fahrzeugmaschine). In der Durchgangsöffnung 40 sind ein Dichtungsmechanismus 36, ein Dichtungsmechanismus 37 und ein Dichtungsmechanismus 35 angeordnet, welcher eine Lippendichtung beinhaltet. Der Dichtungsmechanismus 36 weist einen Dichtungsring 361 auf, der die Umfangsfläche 401 der Durchgangsöffnung 40 berührt, und einen Stützring 362, welcher den Dichtungsring 361 stützt.
Wie genauer in 2 dargestellt, ist der Dichtungsmechanismus 37 mit einem Gleitring 371 aus Karbon versehen, und dieser Gleitring 371 ist an der drehbaren Welle 13 über einen O-Ring 372 angebracht, so dass der Gleitring 371 integral mit der drehbaren Welle 13 gedreht werden kann, und gleichzeitig berührt der Gleitring 371 die Endfläche des Stützrings 362. In dem Rußenumfangsabschnitt des Gleitrings 371 sind Nuten 373 vorgesehen. Der Dichtungsmechanismus 37 ist mit einem Stützring 374 versehen, der integral mit der drehbaren Welle 13 sich drehen kann. Der Stützring 374 ist mit Eingriffselementen 375 versehen, die mit den Nuten 373 in Eingriff geraten. Es ist auch eine Feder 376 vorgesehen, um den Gleitring 371 hin zur Seite des Dichtungsmechanismus 36 zu beaufschlagen. Demzufolge gerät der Dichtungsring 37 in Druckkontakt mit dem Stützring 362 des Dichtungsmechanismus 36 durch den Gleitring 371. Der Dichtungsmechanismus 37 und der Dichtungsmechanismus 36 bilden eine mechanische Dichtung.
Der Dichtungsmechanismus 37 verhindert ein Auslaufen des Kühlmittels aus der Durchgangsöffnung 40 nach außerhalb des Kompressors entlang der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13. Um das Innere des Gehäuses 10 dicht abzudichten, bilden die beiden Dichtungsmechanismen 36 und 37 ein Wellendichtmittel, das zwischen dem Gehäuse 10 und der drehbaren Welle 13 vorgesehen ist. Der Dichtungsmechanismus 35 gerät in Kontakt mit der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13. Der Dichtungsmechanismus 35 ist ein zweites Wellendichtmittel, um die Kommunikation zwischen der Durchgangsöffnung 40 und der Steuerdruckkammer 111 entlang der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13 abzuschneiden. Die Durchgangsöffnung 40 wird zu einem Aufnahmeraum, in welchem die Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 aufgenommen oder untergebracht sind.
Eine Schrägscheibe 15 ist kippbar mittels der drehbaren Welle 13 so gelagert, dass die Schrägscheibe 15 in der axialen Richtung der drehbaren Welle 13 gleiten kann. Wie in 3 dargestellt, sind zwei Führungsstifte 16 an der Schrägscheibe 15 angebracht. Die Führungsstifte 16, die an der Schrägscheibe 15 angebracht sind, sind gleitbar in Führungsöffnungen 141 eingesetzt, welche in dem Drehstützkörper 14 ausgebildet sind. Da die Führungsöffnungen 141 und die Führungsstifte 16 miteinander verbunden sind, ist die Schrägscheibe 15 in der axialen Richtung der drehbaren Welle 13 kippbar und integral mit der drehbaren Welle 13 drehbar. Die Kippbewegung der Schrägscheibe 15 kann gemäß der Gleitführungsbeziehung zwischen den Führungsöffnungen 141 und den Führungsstiften 16 und auch gemäß der Gleitstützwirkung der drehbaren Welle 13 geführt werden.
Wie in 1 dargestellt, sind in dem Zylinderblock 19 mehrere Zylinderbohrungen 191 um die drehbare Welle 13 herum in regelmäßigen Winkelabständen vorgesehen. In 1 ist nur eine Zylinderbohrung 191 dargestellt, sind aber, wie in 4 dargestellt, fünf Zylinderbohrungen in regelmäßigen winkligen Abständen in dieser Ausführungsform angeordnet. In jeder Zylinderbohrung 191 ist ein Kolben 17 als Kompressionselement vorgesehen. Jeder Kolben 17 beschränkt eine Kompressionskammer 192 in der Zylinderbohrung 191. Die Drehbewegung der Schrägscheibe 15, die integral mit der drehbaren Welle 13 gedreht wird, wird in die Hin- und Herbewegung in der Längsrichtung der Kolben 17 über Schuhe 18 umgewandelt, so dass die Kolben 17 in der Zylinderbohrung 191 in der Längsrichtung hin und her bewegt werden können.
Zwischen dem Zylinder 19 und dem hinteren Gehäuse 12 sind eine Ventilplatte 20, Ventile bildende Platten 21, 22 und eine Rückhalter bildende Platte 23 ausgebildet. Wie in 4 dargestellt, sind in dem hinteren Gehäuse 12 eine Ansaugkammer 121 und eine Auslasskammer 122 vorgesehen. Die Ansaugkammer 121 und die Auslasskammer 122 sind voneinander durch eine Trennwand 41 getrennt, und die Auslasskammer 122 ist von der Ansaugkammer 121 umgeben.
Kühlmittel in der Ansaugkammer 121, welche ein Ansaugdruckbereich ist, drückt gegen die Ansaugventile 211 in der Ventile bildenden Platte 21 und öffnet diese, und zwar von einer Ansaugöffnung 201 in der Ventilplatte 20 aus durch die Rückkehrbewegung des Kolbens 17 (Bewegung des Kolbens 17 von rechts nach links in 1), und strömt in die Kompressionskammern 192 hinein. Nachdem das Kühlmittel in die Kompressionskammer 192 hinein geströmt ist, drückt es gegen die Auslassventile 221 in der Ventile bildenden Platte 22 und öffnet diese, und zwar von Auslassöffnung 202 in der Ventilplatte 20 aus, durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 17 (Bewegung des Kolbens 17 von links nach rechts in 1), und wird in die Auslasskammer 122 ausgelassen, welche ein Auslassdruckbereich ist. Die Auslassventile 221 geraten in Kontakt mit Rückhaltern 231 in der Rückhalter bildenden Platte 23, so dass der Grat der Öffnung der Auslassventile 221 geregelt werden kann.
Das Kühlmittel wird aus der Auslasskammer 122 in die Steuerdruckkammer 111 hinein durch einen Druckzuführdurchgang 38 eingeleitet, der die Auslasskammer 122 mit der Steuerdruckkammer 111 verbindet. Das Kühlmittel strömt aus der Steuerdruckkammer 111 hinaus in die Ansaugkammer 121 hinein durch einen Druckfreigabedurchgang 39, der die Steuerdruckkammer 111 mit der Ansaugkammer 121 verbindet. An diesem Druckzuführdurchgang 38 ist ein elektromagnetisches Kapazitätsteuerventil 25 vorgesehen. Das Kapazitätssteuer ventil unterliegt einer magnetisierenden und entmagnetisierenden Steuerung einer Steuerung (nicht dargestellt). Diese Steuerung steuert die Magnetisierung und Entmagnetisierung des Kapazitätssteuerventils 25 gemäß der erfassten Abteiltemperatur, welche durch einen nicht dargestellten Abteiltemperaturdetektor beschafft wird, um die Abteiltemperatur in dem Fahrzeug zu erfassen, und auch gemäß einer Zielabteiltemperatur, welche durch eine Einrichtung zum Einstellen der Abteiltemperatur (nicht dargestellt) eingestellt wird. Wenn der elektrische Strom abgeschaltet wird, ist das Kapazitätssteuerventil 25 geöffnet. Wenn der elektrische Strom eingeschaltet wird, wird das Kapazitätssteuerventil 25 geschlossen. D.h., wenn das Kapazitätssteuerventil 25 entmagnetisiert wird, wird das Kühlmittel aus der Auslasskammer 122 in die Steuerdruckkammer 111 hinein geleitet. Wenn das Kapazitätssteuerventil 25 magnetisiert wird, wird das Kühlmittel nicht aus der Auslasskammer 122 in die Steuerdruckkammer 111 hinein geleitet. Das Kapazitätssteuerventil 25 steuert die Zufuhr des Kühlmittels aus der Auslasskammer 122 in die Steuerdruckkammer 111 hinein.
Der Kippwinkel oder Neigungswinkel der Schrägscheibe 15 wird gemäß der Drucksteuerung verändert, um den Druck in der Steuerdruckkammer 111 zu steuern. Wenn der Druck in der Steuerdruckkammer 111 zunimmt, nimmt der Neigungswinkel der Schrägscheibe 15 ab. Wenn der Druck in der Steuerdruckkammer 111 abnimmt, nimmt der Neigungswinkel der Schrägscheibe 15 zu. Wenn das Kühlmittel aus der Auslasskammer 122 in die Steuerdruckkammer 111 hinein geleitet wird, wird der Druck in der Steuerdruckkammer 111 erhöht. Wenn die Zufuhr des Kühlmittels aus der Auslasskammer 122 in die Steuerdruckkammer 111 hinein gestoppt wird, wird der Druck in der Steuerdruckkammer 111 vermindert. D.h., der Neigungswinkel der Schrägscheibe 15 wird gesteuert durch das Kapazitätssteuerventil 25.
Der maximale Neigungswinkel der Schrägscheibe 15 wird geregelt durch den Kontakt zwischen der Schrägscheibe 15 und dem Drehstützkörper 14. Der minimale Neigungswinkel der Schrägscheibe 15 wird geregelt durch den Kontakt zwischen einem Spreizring 24 an der drehbaren Welle 13 und der Schrägscheibe 15.
Wie in 2 dargestellt, ist ein Durchgangsbereich 301 und 305 beinhaltender Ansaugdurchgang in dem Stützgehäuse 30 in Kombination mit der Durchgangsöffnung 40 ausgebildet. Ein Einlass 101 des Ansaugdurchgangsbereichs 301 in das Gehäuse 110 hinein ist an der obersten Position an der Außenumfangsfläche des Stützgehäuses 30 angeordnet. Ein Einlass 402 von dem Ansaugdurchgangsbereich 301 zu der Durchgangsöffnung 40 befindet sich an der obersten Position an der Umfangsfläche 401 der Durchgangsöffnung 40. Ein Auslass 403 von der Durchgangsöffnung 40 hin zu dem Ansaugdurchgangsbereich 305 ist an der untersten Position der Umfangsfläche 401 der Durchgangsfläche 40 angeordnet. D.h., der Einlass 402 befindet sich direkt oberhalb der drehbaren Welle 13, und der Auslass 403 befindet sich direkt unterhalb der drehbaren Welle 13.
Wie in 1 dargestellt, sind Ansaugdurchgangsbereich 312 und 193 an einer Position nahe an der untersten Position der Umfangswand 311 des die Kammer bildenden Gehäuses 31 ausgebildet, und auch in einer Position nahe an der untersten Position des Zylinders 19. Der Ansaugdurchgangsbereich 312 ist mit dem Ansaugdurchgangsbereich 305 an dem Verbindungsteil des Stützgehäuses 30 und des die Kammer bildenden Gehäuses 31 verbunden. Der Ansaugdurchgangsbereich 312 ist mit dem Ansaugdurchgangsbereich 193 an dem Verbindungsteil des die Kammer bildenden Gehäuses 31 und des Zylinders 19 verbunden.
Eine Kommunikationsöffnung 203 ist in einer Position nahe an den untersten Positionen der Ventile 20, der Ventile bildenden Platten 21 und 22 und der Rückhalter bildenden Platte 23 ausgebildet. Diese Kommunikationsöffnung 203 ist mit dem Ansaugdurchgangsbereich 193 und mit der Ansaugkammer 121 verbunden. Der Ansaugdurchgangsbereich 301 bildet einen Durchgangsbereich auf der stromaufwärtigen Seite der Durchgangsöffnung 40, welcher ein Aufnahmeraum ist. Die Ansaugdurchgangsbereiche 305, 312 und 193 und die Kommunikationsöffnung 103 bilden Durchgangsbereiche auf der stromabwärtigen Seite der Durchgangsöffnung 40.
Die Auslasskammer 122 und die Ansaugkammer 121 sind miteinander verbunden über einen externen Kühlkreislauf 26, wobei der Ansaugdurchgang die Ansaugdurchgangsbereiche 301, 305, 312, 193 und die Verbindungsöffnung 203 beinhaltet. Nachdem das Kühlmittel ausgeströmt ist aus der Ausgangskammer 122 in den externen Kühlkreislauf hinein, kehrt es über einen Kondensator 27, ein Expansionsventil 28, einen Verdunster 29 und den Ansaugdurchgang 301, 305, 312, 193 und 203 zur Ansaugkammer 121 zurück.
Die folgenden Effekte können durch die erste Ausführungsform geschaffen werden.

(1-1) Ein Kanal 261 des externen Kühlkreislaufs 26 von dem Verdunster 29 bis zum Einlass 101 des Ansaugdurchgangsbereichs 301 ist ein Ansaugdruckbereich außerhalb des Kompressors. Die Temperatur des Kühlmittels, das der Wärmetauschwirkung mittels des Verdunsters 29 ausgesetzt wird, ist gering. Daher ist die Temperatur des Schmiermittels, das zusammen mit dem in dem Verdunster 29 durchlaufenden Kühlmittel strömt, ebenfalls gering. Das Kühlmittel, das von dem externen Kühlkreis 26 in den Ansaugdurchgangsbereich 301 hinein strömt, passiert die Durchgangsöffnung 40 und strömt in die Ansaugkammer 121 über die Ansaugdurchgangsbereiche 305, 312 und 193. Ein Teil des Schmiermittels, dessen Temperatur gering ist, haftet an den Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 an und schmiert und kühlt diese. Ein Teil des Schmiermittels, dessen Temperatur gering ist, gerät in Kontakt mit der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13 und kühlt einen Bereich der drehbaren Welle 13 nahe an der Durchgangsöffnung 40. Da der Einlass 402 und der Auslass 403 der Durchgangsöffnung 40 separat voneinander angeordnet sind, strömt das Kühlmittel gleichförmig in der Durchgangsöffnung 40. Daher strömt das Schmiermittel, dessen Temperatur gering ist und das zusammen mit dem Kühlmittel strömt in der Durchgangsöffnung 40, ebenfalls gleichförmig. Demzufolge können die Wellendichtmechanismen 36, 37 und 35, welche die in der Durchgangsöffnung 40 aufgenommenen Wellendichtmittel sind, effektiv gekühlt werden.
(1-2) Ein Teil des Schmiermittels, das von dem Einlass 402 direkt oberhalb der Welle 13 in die Durchgangsöffnung 40 hinein strömt, strömt abwärts entlang den Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 und kühlt diese Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35. Das Schmiermittel, welches die Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 abgekühlt hat, während es abwärts entlang diesen Dichtungsmechanismen geströmt ist, strömt aus dem Auslass 403 direkt unterhalb der drehbaren Welle 13 hinaus. Da der Einlass 402 oberhalb des oberen Bereichs der drehbaren Welle 13 und der Auslass 403 unterhalb des unteren Bereichs der drehbaren Welle 13 angeordnet ist, strömt das Schmiermittel abwärts entlang den Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 nicht nur durch die Wirkung des Kühlstroms, sondern auch durch das Gewicht des Schmiermittels selbst. Da das Schmiermittel durch das Gewicht des Schmiermittels selbst abwärts strömt, kann das Schmiermittel gleichförmig in die Durchgangsöffnung 40 hinein strömen.
(1-3) Der Ansaugkanal 301 und 305 erstreckt sich in der Wand des vorderen Gehäuses 11, welche die Dichtungsmechanismen 35 und 36 stützt, und der Einlass 101 des Ansaugdurchgangsbereichs 301 in dem Gehäuse 10 ist an der Außenoberfläche des vorderen Gehäuses 11 vorgesehen. Je kürzer die Länge des Ansaugdurchgangsbereichs 301 von dem externen Kühlkreislauf 26 bis zur Durchgangsöffnung 40, desto stärker kann der Anstieg in der Temperatur des Schmiermittels, von dem externen Kühlkreislauf 26 hin zur Durchgangsöffnung 40 über den Ansaugdurchgangsbereich 301, unterdrückt werden. Da der Einlass 101 an der Außenoberfläche des vorderen Gehäuses 11 angeordnet ist, ist die Länge des Ansaugdurchgangsbereichs 301 von dem Kanal 261, welcher ein Ansaugdruckbereich außerhalb des Gehäuses 10 ist, bis zur Durchgangsöffnung 40 verkürzt.
(1-4) Ein Bereich nahe an der äußeren Endfläche 302 des Stützgehäuses 30 (gezeigt in 1) ist ein Raum, in welchem ein Element (beispielsweise eine elektromagnetische Kupplung) des Energieübertragungsmechanismus zum Übertragen der Energie von der externen Antriebswelle auf die drehbare Welle 13 angeordnet ist. Daher ist es schwierig, den Einlass 101 des Ansaugdurchgangsbereichs 301 an der äußeren Endfläche 302 anzuordnen. Die Außenumfangsfläche des Gehäuses 30, insbesondere ein Teil der Außenumfangsfläche des Stützgehäuses 30 direkt oberhalb der drehbaren Welle 13, wird vorzugsweise als Raum verwendet, in welchem der Einlass 101 angeordnet ist.
(1-5) Da das Stützgehäuse 30 und das die Kammer bildende Gehäuse 31 miteinander verbunden sind und das vordere Gehäuse 11 bilden, können die Ansaugdurchgangsbereiche 301, 305 und 312, die in der Wand des vorderen Gehäuses 11 verlaufen, einfach ausgebildet werden.
(1-6) Die Wellendichtmittel 36 und 37 weisen eine mechanische Dichtung auf, welche eine exzellente Druckwiderstandseigenschaft hat. Demzufolge kann in dem Fall, in dem Kohlendioxid als Kühlmittel verwendet wird, dessen Druck höher ist als in dem Fall, in dem Fluorchlorkohlenwasserstoff als Kühlmittel verwendet wird, vorzugsweise ein Wellendichtmechanismus mit einer hohen Druckwiderstandseigenschaft vorgesehen werden.

Es wird nun die zweite Ausführungsform, gezeigt in 5, beschrieben. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Teile wie in der ersten Ausführungsform zu bezeichnen.
Ein Einführdurchgang 123 ist in dem hinteren Gehäuse ausgebildet. Dieser Einführdurchgang 123 ist mit dem Kanal 261 verbunden. Eine Kommunikationsöffnung 204 ist in der Ventilplatte 20, den Ventile bildenden Platten 21 und 22 und der Rückhalter bildenden Platte 23 in Kombination mit dem Einführdurchgang 123 ausgebildet. Ansaugdurchgangsbereiche 194 und 313 sind jeweils in einem Bereich nahe an der obersten Position des Außenumfangsabschnitts des Zylinders 19 und auch in einem Bereich nahe an der obersten Position der Umfangswand 311 des die Kammer bildenden Gehäuses 31 ausgebildet. Der Ansaugdurchgangsbereich 194 ist mit der Kombinationsöffnung 204 verbunden, und die Ansaugdurchgangsbereiche 194 und 313 sind miteinander bei einem Teil verbunden, der das die Kammer bildende Gehäuse 31 und den Zylinder 19 verbindet. Ansaugdurchgangsbereiche 313 und 305 des Schutzgehäuses 30 sind mit den Ansaugdurchgangsbereichen 313 bzw. 312 verbunden.
In der zweiten Ausführungsform, in welcher der Einführdurchgang 123, die Kombinationsöffnung 204 und die Ansaugdurchgangsbereiche 124, 313 und 301 einen Durchgangsbereich auf der stromaufwärtigen Seite bilden und auch die Ansaugdurchgangsbereiche 305, 312 und 193 und die Kombinationsöffnung 203 einen Durchgangsbereich auf der stromabwärtigen Seite bilden, können die gleichen Wirkungen wie diejenigen erzielt werden, die in den Punkten (1-1), (1-2), (1-5) und (1-6) der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Es wird nun die in den 6 und 7 gezeigte dritte Ausführungsform erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um gleiche Elemente wie in der zweiten Ausführungsform zu bezeichnen.
Wie in 7 dargestellt, sind in dem hinteren Gehäuse 12 eine erste 124 und eine zweite Ansaugkammer 125 ausgebildet, unterteilt durch Trennwände 41, 411 und 412. Die zweite Ansaugkammer 125 ist mit nur einer spezifischen Ansaugöffnung 201A kommuniziert, welche eine der mehreren Ansaugöffnungen 201 ist. Die erste Ansaugkammer 124 ist mit den Ansaugöffnungen 201 verbunden, abgesehen von der Ansaugöffnung 201A.
Wie in 6 dargestellt, ist die erste Ansaugkammer 124 mit dem externen Kühlkreislauf 26 über einen in dem hinteren Gehäuse 12 ausgebildeten Einführdurchgang 126 verbunden. Der Ansaugdurchgangsbereich 194 ist mit dem Einführdurchgang 126 über die Kombinationsöffnung 204 verbunden. Der Ansaugdurchgangsbereich 193 ist mit der zweiten Ansaugkammer 125 über die Kombinationsöffnung 203 verbunden. Nachdem das Kühlmittel den Verdunster 29 passiert, strömt es in die erste Ansaugkammer 124 hinein und den Ansaugdurchgangsbereich 194 über den Einführdurchgang 126. Nachdem das Kühlmittel in den Ansaugdurchgangsbereich 194 hinein strömt, strömt es in die Ansaugöffnung 201A über die Ansaugdurchgangsbereiche 313, 303, 305, 312 und 193.
In der dritten Ausführungsform ist es möglich, den gleichen Effekt wie der der zweiten Ausführungsform zu schaffen. Das in den Ansaugdurchgangsbereichen 194, 313, 303, 305, 312, 193 strömende Kühlmittel wird in nur einer der mehreren Kombinationskammern 192 hineingesaugt. Daher wird die Durchflussgeschwindigkeit des Kühlmittels in jedem der Ansaugdurchgangsbereiche 194, 313, 303, 305, 312 und 193 geringer als bei der zweiten Ausführungsform. Demzufolge kann der Durchmesser jedes der Ansaugdurchgangsbereiche 194, 313, 303, 305, 313 und 193 kleiner gemacht werden als bei der zweiten Ausführungsform. Als Ergebnis kann die Dicke der Umfangswand 311, in welcher die Ansaugdurchgangsbereiche 313 und 312 verlaufen, vermindert werden, und das Gewicht des Kompressors der dritten Ausführungsform kann kleiner gemacht werden als das der zweiten Ausführungsform.
Es wird nun die in 8 dargestellte vierte Ausführungsform erläutert. Gleiche Bezugszeichen werden verwendet, um die gleichen Teile wie bei der ersten Ausführungsform zu bezeichnen.
Die Ansaugkammer 121B ist von der Auslasskammer 123B umgeben. Eine Kombinationsöffnung 205 ist in Bereichen der Ventile 20, der Ventile bildenden Platten 21 und 22 und der Rückhalter bildenden Platte 23 ausgebildet, welche zwischen der Stützöffnung 195 und der Ansaugkammer 121B angeordnet sind. Die Stützöffnung 195 und die Ansaugkammer 121B sind einander über die Verbindungsöffnung 205 verbunden. In der Stützöffnung 195 ist ein Dichtungsmechanismus 43 vorgesehen, der eine Lippendichtung aufweist. Der Dichtungsmechanismus 43 verhindert ein Auslaufen des Kühlmittels von der Steuerdruckkammer 111 in die Stützöffnung 195 hinein entlang der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13.
In dem Stützgehäuse 30 ist ein Ansaugdurchgangsbereich 304 vorgesehen. Dieser Ansaugdurchgangsbereich 304 ist direkt oberhalb der drehbaren Welle 13 vorgesehen und mit der Durchtrittsöffnung 40 verbunden. In der drehbaren Welle 13 ist ein Ansaugdurchgangsbereich 42 ausgebildet. Ein Einlass 421 des Ansaugdurchgangsbereichs 42 ist an der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13 in der Durchgangsöffnung 40 vorgesehen, und ein Auslass 422 des Ansaugdurchgangsbereichs 42 ist an der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13 in der Stützöffnung 195 vorgesehen. Der Ansaugdurchgangsbereich 42 ist mit der Durchgangsöffnung 40 über den Einlass 421 verbunden, und der Ansaugdurchgangsbereich 42 ist mit der Stützöffnung 195 über den Auslass 422 verbunden.
Nachdem das Kühlmittel von dem externen Kühlreislauf 26 in den Ansaugdurchgangsbereich 304 hinein geströmt ist, strömt es in die Durchgangsöffnung 40 und dann in den Ansaugdurchgangsbereich 42 hinein. Das Kühlmittel strömt aus dem Ansaugdurchgangsbereich 42 hinaus in die Ansaugkammer 121B hinein über den Auslass 422, die Stützöffnung 195 und die Verbindungsöffnung 205.
In der vierten Ausführungsform, in welcher der Ansaugdurchgangsbereich 304 einen Durchgangsbereich auf der stromaufwärtigen Seite bildet und der Ansaugdurchgangsbereich 42, die Stützöffnung 195 und die Verbindungsöffnung 205 einen Durchgangsbereich auf der stromabwärtigen Seite bilden, ist es möglich, die gleichen Effekte zu erzielen, die durch die Punkte (1-1), (1-3), (1-4) und (1-6) erzielt werden. Gemäß der Kühlstruktur, in welcher der Ansaugdurchgangsbereich 42 in der drehbaren Welle 13 vorgesehen ist, wird es unnötig, eine stromabwärtige Seite des Ansaugdurchgangsbereichs mit Bezug auf das die Kammer bildende Gehäuse 31 und den Zylinder 19 vorzusehen.
In der vorliegenden Erfindung können die folgenden Ausführungsformen realisiert werden.
Beispielsweise wird, wie in 9 dargestellt, statt der in den obigen Ausführungsformen beschriebenen mechanischen Dichtung 36 und 37 eine Lippendichtung 66 als Wellendichtmittel verwendet. 9 zeigt einen Fall, in welchem die erste Ausführungsform verändert ist. Die Lippendichtung 60 ist insofern vorteilhaft, als die Kosten der Wellendichtstruktur gering sind und außerdem die Öldichtungsfähigkeiten exzellent sind. Die in 9 dargestellte Lippendichtung 60 ist so aufgebaut, dass der Lippenring 602 aus Fluorkunstharz und der Lippenring 603 aus Gummi in dem Hauptkammermetallpassstück 601 vorgesehen sind. Wenn mehrere Lippenringe 602 und 603 vorgesehen sind, kann die Wellendichtleistung der Lippendichtung 60 verbessert werden. In dem Lippenring 602 an der Gleitfläche des Lippenrings 602 mit der drehbaren Welle 13 sind Spiralnuten 604 vorgesehen, die um die Achse der drehbaren Welle 13 herum ausgebildet sind. Diese Spiralnuten 604 führen eine Ölrückführwirkung aus, mittels derer das Schmiermittel auf die Seite der Durchgangsöffnung 40 geführt wird durch die relative Drehung der Spiralnuten 604 bezüglich der drehbaren Welle 13. Daher kann die Öldichtleistung der Lippendichtung 60 noch verstärkt werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird direkt vor dem Einlass 402 des Ansaugdichtungsbereichs die Richtung der Durchgangsöffnung 40 plötzlich verändert. Diese plötzliche Veränderung in der Richtung des Durchgangsbereichs direkt vor dem Einlass 402 trennt das Schmiermittel von dem Kühlmittel durch den Drehkreiseffekt. Daher kann die Menge des Schmiermittels, in den Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 oder der Durchgangsöffnung 40, die direkt in Kontakt mit der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13 gerät, erhöht werden. Wenn die Menge des Schmiermittels, in den Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 oder der Durchgangsöffnung 40, die direkt in Kontakt mit der Umfangsfläche der drehbaren Welle 13 gerät, erhöht wird, kann die Kühleffizienz zum Kühlen der Dichtungsmechanismen 36, 37 und 35 verbessert werden.
Das Stützgehäuse 30 und das die Kammer bildende Gehäuse 31 sind integral einstückig ausgebildet.
Die vorliegende Erfindung kann auf einen Kompressor wie beispielsweise einen Kolbenkompressor angewandt werden.
Wie oben genau beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Durchgang von dem Ansaugdruckbereich außerhalb des Gehäuses über den Aufnahmeraum zum Aufnehmen der Wellendichtungsmittel hin zu der Ansaugkammer vorgesehen, und der Einlass und der Auslass in dem Aufnahmeraum sind voneinander separat angeordnet. So ist es möglich, das Wellendichtmittel, das zwischen dem Gehäuse und der drehbaren Welle angeordnet ist, effektiv zu kühlen, so dass das Innere des Gehäuses des Kompressors sicher abgedichtet werden kann.

Claims

Kompressor mit: – einem Gehäuse (10) mit einer Ansaugkammer (121), einer Auslasskammer (122) und zumindest einer Kompressionskammer (192), – einer mittels des Gehäuses gelagerten drehbaren Welle (13), – zumindest einem Kompressionselement (17), das die besagte zumindest eine Kompressionskammer begrenzt, – einer Schrägscheibe (15), die mittels der drehbaren Welle (13) gelagert ist, um das Kompressionselement (17) so zu bewegen, dass Kühlmittel aus der Ansaugkammer (121) in die Kompressionskammer (122) eingesaugt und aus der Kompressionskammer in die Auslasskammer ausgegeben wird, – einer Schrägscheibenkammer (111) zur Aufnahme der Schrägscheibe (15), – einer ersten Wellendichtungseinrichtung (36, 37), die zwischen dem Gehäuse (10) und der drehbaren Welle (13) angeordnet ist, um das Innere des Gehäuses (10) abzudichten, – einem Aufnahmeraum (40) zur Aufnahme der Wellendichtungseinrichtung, und – einem mit dem Aufnahmeraum verbundenen Kanal (301, 305), durch welchen hindurch das Kühlmittel in Kontakt mit der Wellendichtungseinrichtung geraten kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (301, 305) einen Durchgang von einem Ansaugdruckbereich außerhalb des Gehäuses über den Aufnahmeraum (40) hin zu der Ansaugkammer (21) bildet, und ein Einlass (402) von einem Bereich des Kanals auf der stromaufwärtigen Seite des Aufnahmeraums (40) bis zum Aufnahmeraum (40) und ein Auslass (403) vom Aufnahmeraum bis zu einem Bereich des Kanals auf der stromabwärtigen Seite des Aufnahmeraums separat voneinander ausgebildet sind, und außerdem eine zweite Wellendichtungseinrichtung (35) entlang der Außenumfangsfläche der drehbaren Welle vorgesehen ist, um die Verbindung zwischen dem Aufnahmeraum (40) und der Schrägscheibenkammer (111) zu trennen.
Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem der Einlass (402) sich oberhalb der drehbaren Welle (13) befindet und der Auslass (403) unterhalb der drehbaren Welle.
Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem das Gehäuse (10) ein vorderes Gehäuse (11) beinhaltet, durch welches hindurch sich die drehbare Welle zur Außenseite des Gehäuses erstreckt, wobei die erste Wellendichtungseinrichtung (36, 37) zwischen der drehbaren Welle und dem vorderen Gehäuse angeordnet ist, sich der Durchgang (301, 305) in der Wand des vorderen Gehäuses (11) erstreckt und mit dem Aufnahmeraum (40) verbunden ist, und ein Einlass des Kanals in dem vorderen Gehäuse angeordnet ist.
Kompressor nach Anspruch 1, bei welchem der Kompressor ein Kolbenkompressor mit variabler Verdrängung ist, der das Gehäuse (10) aufweist, welches ein vorderes Gehäuse (11) beinhaltet und einen mit dem vorderen Gehäuse gekoppelten Zylinderblock (19), welcher eine Vielzahl von Zylinderbohrungen (191) hat, die um die drehbare Welle (13) herum angeordnet sind, in den Zylinderbohrungen als Kompressionselemente untergebrachte Kolben (17), um die Kompressionskammer (192) zu begrenzen, eine neigbare Schrägscheibe (15), die in einer Steuerdruckkammer (192) in dem vorderen Gehäuse als Schrägscheibenkammer angeordnet ist und mittels der drehbaren Welle (13) so gedreht wird, dass ein Neigungswinkel der Schrägscheibe durch Einstellen eines Drucks in der Steuerdruckkammer verändert wird, wobei der Aufnahmeraum und die Ansaugkammer (121) voneinander durch die Steuerdruckkammer (192) und den Zylinderblock (19) getrennt sind.
Kompressor nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bei welchem die Wellendichtungseinrichtung (36, 37) eine mechanische Dichtung aufweist.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welchem die Wellendichtungseinrichtung (36, 37) eine Dichtlippe (43) aufweist.
Kompressor nach Anspruch 6, bei welchem die Dichtlippe eine Vielzahl von Ringlippen (602) hat.
Kompressor nach Anspruch 7, bei welchem die Ringlippen (602) Nuten (604) mit einer Ölrückführwirkung in das Gehäuse hinein durch eine relative Drehung der Nuten (604) bezüglich der drehbaren Welle (13) haben.
Kompressor nach Anspruch 4, bei welchem das vordere Gehäuse (11) ein Lagerungsgehäuse (30) mit dem Aufnahmeraum (40) und ein eine Kammer bildendes Gehäuse mit der Steuerdruckkammer (111) aufweist.