DE602004009026T2

DE602004009026T2 - Spiralverdichter

Info

Publication number: DE602004009026T2
Application number: DE602004009026T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Kimura; Izuru Shimizu; Susumu Tarao; Yumin Hishinuma
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2004-12-16
Publication date: 2008-06-19
Anticipated expiration: 2024-12-17
Also published as: JP4329528B2; US7195470B2; CN100344879C; JP2005180345A; EP1544467A3; KR20050062365A; CN1629485A; KR100654122B1; US20050135956A1; EP1544467B1; DE602004009026D1; EP1544467A2

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spiralverdichter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zum Verdichten eines Kältemittels, der ein Teil eines Kältemittelkreislaufs einer Klimaanlage ist.
In einem derartigen Spiralverdichter hat das Gehäuse ein festes Spiralbauteil, das eine feste Grundplatte und eine feste Spiralwand hat, die sich von der festen Grundplatte erstreckt, und ein bewegliches Spiralbauteil, das eine bewegliche Grundplatte und eine bewegliche Spiralwand hat, die sich von der beweglichen Grundplatte erstreckt und mit der festen Spiralwand in Eingriff ist. Durch die kreisförmige Bewegung des beweglichen Spiralbauteils, wobei dessen Selbstdrehung blockiert wird, bewegen sich Verdichtungskammern, die zwischen der festen Spiralwand und der beweglichen Spiralwand definiert sind, radial und nach innen, um deren Volumina fortschreitend zu reduzieren, wodurch ein Kältemittelgas verdichtet wird.
In der Vergangenheit wurde Kohlenstoffdioxid im Allgemeinen als Kältemittel für den Kältemittelkreislauf angewandt. Ein Druck in dem Kältemittelkreislauf, wenn Kohlenstoffdioxid als Kältemittel angewandt wird, ist höher als der, wenn ein Fluorkohlenwasserstoff als Kältemittel angewandt wird. Demgemäß wird in einem Spiralverdichter aufgrund des hohen Drucks in der Verdichtungskammer eine ungewöhnlich große Drängkraft auf das bewegliche Spiralbauteil aufgebracht. Außerdem gleitet das bewegliche Spiralbauteil gemäß der schwierigen Bedingung und die Haltbarkeit des Spiralverdichters verschlechtert sich.
Um derartige Probleme gemäß den Seiten 4 und 5 und 1 von JP-A-2000-249086 zu lösen, bildet das bewegliche Spiralbauteil eine Vertiefung an dessen hinteren Fläche der beweglichen Grundplatte aus, und die Vertiefung ist durch eine feste Wand an der Seite der hinteren Fläche geschlossen, die in dem Gehäuse vorgesehen ist, wodurch eine Hinterdruckkammer definiert ist. Die Verdichtungskammer ist während eines Prozesses zum Reduzieren eines Volumens durch einen Zufuhrdurchgang mit der Hinterdruckkammer verbunden. Ein Hochdruckkältemittelgas wird von der Verdichtungskammer durch den Zufuhrdurchgang in die Hinterdruckkammer eingebracht. In dem beweglichen Spiralbauteil ist ein Rückschlagventil in dem Zufuhrdurchgang angeordnet, um das Kältemittelgas vom Zurückströmen von der Hinterdruckkammer zu der Verdichtungskammer zu blockieren.
Demgemäß bringt der Druck in der Hinterdruckkammer eine Hinterdruckkraft, die zu einer Drängkraft entgegengesetzt ist, die auf dem Druck in der Verdichtungskammer basiert, auf das bewegliche Spiralbauteil auf. Somit wird ein Gleitwiderstand zwischen der beweglichen Grundplatte des beweglichen Spiralbauteils und der festen Wand an der Seite der hinteren Fläche reduziert, an der die hintere Fläche der beweglichen Grundplatte gleitet.
Der Druck in der Hinterdruckkammer, das heißt die Hinterdruckkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil aufgebracht wird, wird geeignet eingestellt, so dass der Spalt (die Durchgangsquerschnittsfläche des Kältemittelgases) zwischen der beweglichen Grundplatte des beweglichen Spiralbauteils und der festen Wand an der Seite der hinteren Fläche variiert. Mit anderen Worten erhöht sich zum Beispiel, da der Druck in der Verdichtungskammer ansteigt, die Drängkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil aufgebracht wird, mit dem Ergebnis, dass der Spalt zwischen der beweglichen Grundplatte und der festen Wand an der Seite der hinteren Fläche minimal (null) wird. Demgemäß wird das Kältemittelgas vom Ausströmen von der Hinterdruckkammer durch den Spalt zu der Saugdruckregion blockiert, und der Druck in der Hinterdruckkammer, das heißt die Hinterdruckkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil aufgebracht wird, neigt dazu, höher zu werden.
Im Gegenteil dazu, wenn der Druck in der Verdichtungskammer fällt, verringert sich die Drängkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil aufgebracht wird, mit dem Ergebnis, dass sich der Spalt zwischen der beweglichen Grundplatte und der festen Wand an der Seite der hinteren Fläche erhöht. Demgemäß erhöht sich die Menge an Kältemittelgas, die von der Hinterdruckkammer durch den Spalt zu der Saugdruckregion ausströmt, und der Druck in der Hinterdruckkammer, das heißt die Hinterdruckkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil aufgebracht wird, neigt dazu, geringer zu werden.
Außerdem strömt durch den Ventilöffnungsbetrieb des Rückschlagventils das Kältemittelgas in der Hinterdruckkammer zu der Saugdruckregion aus, bevor das Hochdruckkältemittelgas in der Verdichtungskammer zu der Hinterdruckkammer ausströmt. Demgemäß berührt das bewegliche Spiralbauteil durch die Drängkraft unmittelbar die feste Wand an der Seite der hinteren Fläche mit dessen beweglicher Grundplatte, so dass das Hochdruckkältemittelgas in der Verdichtungskammer, das heißt das Kältemittelgas, das seine Verdichtungsarbeit abgeschlossen hat, vom unnotwendigen Ausströmen aus der Saugdruckregion durch den Zufuhrdurchgang und die Hinterdruckkammer verhindert wird. Dies führt zu einem verbesserten Wirkungsgrad des Spiralverdichters.
In der JP-A-2000-249086 muss zusätzlich zu dem Spalt (ein Abschnitt, der als ein Ventil arbeitet) zwischen der beweglichen Grundplatte und der festen Wand an der Seite der hinteren Fläche das Rückschlagventil in dem Zufuhrdurchgang in dem beweglichen Spiralbauteil angeordnet sein, daher besteht insbesondere ein Problem, dass es einen großen Aufwand erfordert, um das Rückschlagventil bei dem beweglichen Spiralbauteil einzubauen. Das heißt, dass in der JP-A-2000-249086 mit der komplizierten Ventilstruktur zum Einstellen des Hinterdrucks ein Problem besteht, dass hohe Kosten und viel Arbeit zum Herstellen eines Spiralverdichters entstehen. Daher besteht eine Notwendigkeit, einen Spiralverdichter bereitzustellen, der eine einfache Ventilstruktur zum Einstellen einer Hinterdruckkraft hat.
US-A-5 989 000 offenbart einen gattungsbildenden Spiralverdichter, der ein Gehäuse, das eine Abgabedruckregion definiert, ein festes Spiralbauteil, das eine feste Grundplatte und eine feste Spiralwand hat, die sich von einer Fläche der festen Grundplatte erstreckt, ein bewegliches Spiralbauteil hat, das eine bewegliche Grundplatte und eine bewegliche Spiralwand hat, die sich von einer Fläche der beweglichen Grundplatte erstreckt, wobei die bewegliche Grundplatte mit der festen Spiralwand in Eingriff ist, wobei das feste Spiralbauteil und das bewegliche Spiralbauteil in dem Gehäuse angeordnet sind und zwischen ihnen eine Verdichtungskammer definieren, die sich radial und nach innen bewegt, um das Volumen der Verdichtungskammer zum Verdichten eines Gases durch eine kreisförmige Bewegung des beweglichen Spiralbauteils fortschreitend zu reduzieren. Eine erste feste Wand ist in dem Gehäuse zum gleitenden Stützen einer Fläche des beweglichen Spiralbauteils vorgesehen. Eine Hinterdruckkammer ist an einer Seite einer hinteren Fläche der beweglichen Grundplatte in dem Gehäuse definiert. Ein Zufuhrdurchgang verbindet die Hinterdruckkammer mit der Abgabedruckregion und tritt durch einen Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil und der ersten festen Wand hindurch. Weiter variiert ein Spalt an dem Gleitabschnitt in Erwiderung auf eine Position des beweglichen Spiralbauteils in einer Richtung, in der sich das bewegliche Spiralbauteil zu der ersten festen Wand nähert oder sich von dieser entfernt, wodurch eine Querschnittsfläche des Spalts, durch den das Gas tritt, variiert wird, um einen Druck in der Hinterdruckkammer einzustellen.
JP-A-05-001677 offenbart einen Spiralverdichter, der einen Hinterdruck einer Hinterdruckkammer durch eine komplexe Kolbenanordnung einstellt, die als ein Rückschlagventil innerhalb eines beweglichen Spiralbauteils des Verdichters arbeitet.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spiralverdichter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 derart weiter zu entwickeln, dass eine Ventilstruktur der Erfindung zum Einstellen einer Hinterdruckkraft vereinfacht wird.
Diese Aufgabe wird durch einen Spiralverdichter gelöst, der die Merkmale von Anspruch 1 aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die Kosten und der Arbeitsaufwand zum Herstellen des Spiralverdichters reduziert sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung hat ein Spiralverdichter ein Gehäuse, ein festes Spiralbauteil, ein bewegliches Spiralbauteil, eine erste feste Wand, eine Hinterdruckkammer und einen Zufuhrdurchgang. Das Gehäuse definiert eine Abgabedruckregion. Das feste Spiralbauteil hat eine feste Grundplatte und eine feste Spiralwand, die sich von einer Fläche der festen Grundplatte erstreckt. Das bewegliche Spiralbauteil hat eine bewegliche Grundplatte und eine bewegliche Spiralwand, die sich von einer Fläche der beweglichen Grundplatte erstreckt. Die bewegliche Spiralwand ist mit der festen Spiralwand in Eingriff. Das feste Spiralbauteil und das bewegliche Spiralbauteil sind in dem Gehäuse angeordnet und definieren zwischen ihnen eine Verdichtungskammer, die sich radial und nach innen bewegt, um das Volumen der Verdichtungskammer zum Verdichten eines Gases durch eine kreisförmige Bewegung des beweglichen Spiralbauteils zu reduzieren. Die erste feste Wand ist in dem Gehäuse radial außerhalb der festen Spiralwand zum gleitenden Stützen einer Fläche des beweglichen Spiralbauteils vorgesehen. Die Hinterdruckkammer ist an einer Seite einer hinteren Fläche der beweglichen Grundplatte in dem Gehäuse definiert. Der Zufuhrdurchgang verbindet die Hinterdruckkammer mit der Abgabedruckregion und tritt durch einen Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil und der ersten festen Wand hindurch, wobei ein Spalt an dem Gleitabschnitt in Erwiderung auf eine Position des beweglichen Spiralbauteils in einer Richtung variiert, in der sich das bewegliche Spiralbauteil zu der ersten festen Wand nähert oder sich von dieser entfernt, wodurch eine Querschnittsfläche des Spalts, durch den das Gas tritt, variiert wird, um einen Druck in der Hinterdruckkammer einzustellen.
Weitere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung sind aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser ersichtlich, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung darstellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung gemeinsam mit ihrer Aufgabe und ihren Vorteilen kann am besten mit Bezug auf die nachstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele gemeinsam mit den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, wobei in den Zeichnungen Folgendes dargestellt ist:
1 ist eine längsverlaufende Schnittansicht eines Motorverdichters gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine vergrößerte Schnittteilansicht von 1; und
3 ist eine Rückansicht eines beweglichen Spiralbauteils gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, bei dem ein Spiralverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Motorverdichter zur Verwendung in einem Kältemittelkreislauf einer Fahrzeugklimaanlage angewandt wird, ist nachstehend beschrieben. Es wird angemerkt, dass ein Kältemittel für den Kältemittelkreislauf Kohlenstoffdioxid verwendet.
Wie in 1 gezeigt ist, hat der Motorverdichter ein Gehäuse 11, das durch festes Verbinden einer ersten Gehäusekomponente 12 mit einer zweiten Gehäusekomponente 13 hergestellt ist. Die erste Gehäusekomponente 12 hat eine zylindrische Form, die einen Boden an der linken Seite in 1 hat. Die zweite Gehäusekomponente 13 hat eine zylindrische Form, die einen Boden an der rechten Seite in 1 hat.
Die erste Gehäusekomponente 12 hat einen zylindrischen Wellenstützabschnitt 12a, der an der Bodenmitte der inneren Wandfläche der ersten Gehäusekomponente 12 einstückig ausgebildet ist. Die erste Gehäusekomponente 12 nimmt an ihrem Öffnungsende ein Wellenstützbauteil 14 fest auf. Das Wellenstützbauteil 14 hat in der Mitte einen zylindrischen Abschnitt 15, in dem ein Loch 15a ausgebildet ist, und einen flanschartigen scheibenförmigen Abschnitt oder eine zweite feste Wand 16, die an dem rechten Ende des zylindrischen Abschnitts 15 in 1 ausgebildet ist.
Die erste Gehäusekomponente 12 nimmt eine Drehwelle 18 auf. Die Drehwelle 18 ist an ihrem linken Ende durch ein Lager 19 drehbar gestützt, das in dem Wellenstützabschnitt 12a angeordnet ist, und ist an ihrem rechten Ende in dem Loch 15a des zylindrischen Abschnitts 15 des Wellenstützbauteils 14 durch ein Lager 20 aufgenommen und drehbar gestützt.
Das Gehäuse 11 bildet in sich eine Motorkammer 22 in einer Region an der linken Seite in 1 mit Bezug auf das Wellenstützbauteil 14 aus. In der Motorkammer 22 ist ein Stator 25 an der inneren zylindrischen Fläche der ersten Gehäusekomponente 12 befestigt, und ein Rotor 26 ist an der Drehwelle 18 gesichert und radial innerhalb des Stators 25 angeordnet. Der Stator 25 und der Rotor 26 wirken zusammen, um einen Elektromotor auszubilden. Demgemäß, wenn der Stator 25 extern mit einem elektrischen Strom versorgt wird, drehen sich der Rotor 26 und die Drehwelle 18 einstückig.
Ein festes Spiralbauteil 31 ist in der ersten Gehäusekomponente 12 aufgenommen und an der rechten Seite mit Bezug auf das Wellenstützbauteil 14 in 1 angeordnet. Das feste Spiralbauteil 31 hat eine scheibenförmige feste Grundplatte 32. Eine zylindrische äußere Umfangswand 33 erstreckt sich von dem äußersten Umfangsabschnitt einer vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32. Eine feste Spiralwand 34 erstreckt sich von dem radial inneren Abschnitt der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 mit Bezug auf die äußere Umfangswand 33. Eine Kopfdichtung 32 ist an der entfernt liegenden Endfläche der festen Spiralwand 34 vorgesehen. Das feste Spiralbauteil 31 ist an der Endfläche der äußeren Umfangswand 33 mit dem äußersten Umfangsabschnitt des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14 fest verbunden.
Eine Kurbelwelle 36 ist an der rechten Endfläche der Drehwelle 18 ausgebildet und in der rechten Seite des Wellenstützbauteils 14 aufgenommen und ist von der Achse L der Drehwelle 18 versetzt. Eine Buchse 37 ist um die Kurbelwelle 36 fest befestigt. Ein Lager 49 ist an der Buchse 37 gestützt. Ein bewegliches Spiralbauteil 38 ist an dem Lager 49 gestützt. Ein Ausgleicher 37a ist an einem Ende der Buchse 37 an der Seite des Lagers 20 vorgesehen. Der Ausgleicher 37a reduziert ein Drehungleichgewicht der Drehwelle 18 aufgrund der versetzten Anordnung des beweglichen Spiralbauteils 38 bezüglich der Achse L.
Das bewegliche Spiralbauteil 38 hat eine scheibenförmige bewegliche Grundplatte 40 und eine bewegliche Spiralwand 41, die sich von einer vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 in Richtung der festen Grundplatte 32 erstreckt. Eine Kopfdichtung 44 ist an der entfernt liegenden Endfläche der beweglichen Spiralwand 41 vorgesehen. Das bewegliche Spiralbauteil 38 hat eine Nabe 43, die sich von der Mitte einer hinteren Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40 erstreckt. Die Nabe 43 ist um das Lager 49 an der Buchse 37 befestigt. Die bewegliche Grundplatte 40 berührt gleitend die hintere Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 (oder eine zweite feste Wand) des Wellenstützbauteils 14 an ihrem äußeren Umfangsabschnitt der hinteren Fläche 40b.
Das feste Spiralbauteil 31 und das bewegliche Spiralbauteil 38 sind miteinander durch deren Spiralwände 34, 41 in Eingriff und berühren sich gleitend an deren Endflächen der Spiralwände 34, 41 mit den Grundplatten 40, 32 der gegenüberliegenden Spiralbauteile 38, 31. Demgemäß definieren das feste Spiralbauteil 31 und das bewegliche Spiralbauteil 38 zwischen ihnen Verdichtungskammern 47 durch deren Grundplatten 32, 40 und Spiralwände 34, 41. Übrigens ist bei den beweglichen und den festen Spiralbauteilen 38 und 31 „vorne" die zugewandte Seite der Verdichtungskammern 47 und „hinten" die gegenüberliegende Seite der Verdichtungskammern 47.
Eine Vielzahl von Selbstdrehungsblockiermechanismen 48 (nur einer von diesen ist in 1 gezeigt) sind zwischen der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 und der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 des festen Spiralbauteils 31 vorgesehen. Jeder der Selbstdrehungsblockiermechanismen 48 hat ein Stiftpaar 48a, 48b und einen Ring 48c. Ein Stift 48a ist an dem äußersten Umfangsabschnitt der vorderen Fläche 40a in der beweglichen Grundplatte 40 befestigt. Der andere Stift 48b ist an dem äußeren Umfangsabschnitt (der innerhalb der äußeren Umfangswand 32 ist) der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 befestigt. Der Ring 48c ist außerhalb der Stifte 48a, 48b angeordnet, um zu verhindern, dass sich die Stifte 48a, 48b voneinander radial entfernen.
Die äußere Umfangswand 33 des festen Spiralbauteils 31 und der äußerste Umfangsabschnitt der beweglichen Spiralwand 41 des beweglichen Spiralbauteils 38 definieren zwischen ihnen eine Saugkammer 51. Der äußere Umfangsabschnitt des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 17 bildet darin einen Sauganschluss 39 aus, der die Saugkammer 51 mit der Motorkammer 22 verbindet. Die erste Gehäusekomponente 12 bildet darin einen Einlass 50 aus, der mit der Motorkammer 22 verbunden ist. Ein externer Kanal, der mit dem Auslass eines Verdampfers eines externen Kältemittelkreislaufs (nicht gezeigt) verbunden ist, ist mit dem Einlass 50 verbunden. Demgemäß wird ein Niederdruckkältemittelgas von dem externen Kältemittelkreislauf durch den Einlass 50, die Motorkammer 22 und den Sauganschluss 39 in die Saugkammer 51 eingebracht.
Die zweite Gehäusekomponente 13 und das feste Spiralbauteil 31 definieren zwischen ihnen eine Abgabekammer 52 in dem Gehäuse 11. Das feste Spiralbauteil 31 bildet einen Abgabeanschluss 31a an ihrer Mitte der festen Grundplatte 32 aus. In der Abgabekammer 52 ist ein Abgabeventil 58, das ein Klappenventil ist, an der hinteren Fläche 32b der festen Grundplatte 32 des festen Spiralbauteils 31 angebracht. Die innerste Verdichtungskammer 47 ist durch den Abgabeanschluss 31a mit der Abgabekammer 52 verbunden. Die zweite Gehäusekomponente 13 bildet darin einen Auslass 53 aus, der mit der Abgabekammer 52 verbunden ist.
In der Abgabekammer 52 ist eine Abscheideleitung 68 an der Öffnung des Auslasses 53 angebracht. Die Abscheideleitung 68 verhindert zum Beispiel, dass ein Schmieröl (Kältemittelmaschinenöl) in der Abgabekammer 52 entlang der inneren Wandfläche der Abgabekammer 52 zu dem Auslass 53 strömt, somit arbeitet sie als eine Art Ölabscheider. Ein externer Kreislauf, der mit dem Einlass eines Gaskühlers des externen Kältemittelkreislaufs (nicht gezeigt) verbunden ist, ist mit dem Auslass 53 außerhalb der zweiten Gehäusekomponente 13 verbunden. Demgemäß strömt das Kältemittelgas in der Abgabekammer 52 durch die Abscheideleitung 68 und den Auslass 53 zu dem externen Kältemittelkreislauf aus.
Wenn die Drehwelle 18 gedreht wird, umkreist durch die Kurbelwelle 36 das bewegliche Spiralbauteil 38 die Achse (die Achse L der Drehwelle 18) des festen Spiralbauteils 31. Zu dem gleichen Zeitpunkt blockiert der Selbstdrehungsblockiermechanismus 48 die Selbstdrehbewegung des beweglichen Spiralbauteils 38 und nur dessen kreisförmige Bewegung wird zugelassen. Durch die kreisförmige Bewegung des beweglichen Spiralbauteils 38 reduzieren die Verdichtungskammern 47 fortschreitend deren Volumina, da sie sich von der äußeren Umfangsseite der Spiralwände 34, 41 der Spiralbauteile 31, 38 in Richtung ihrer Mitte radial und nach innen bewegen, wodurch das Niederdruckkältemittelgas verdichtet wird, das von der Saugkammer 51 in die Verdichtungskammer 47 eingebracht wird. Das verdichtete Hochdruckkältemittelgas wird von der innersten Verdichtungskammer 47 durch den Abgabeanschluss 31a durch Wegdrücken des Abgabeventils 58 zu der Abgabekammer 52 abgegeben.
Die Einstellfunktion für die Hinterdruckkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird, ist nachstehend beschrieben.
Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist in der beweglichen Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 eine ringförmige Aussparung 55 an dem äußeren Umfangsabschnitt der hinteren Fläche 40b in der ringförmigen Region entlang des Umrisskreises der beweglichen Grundplatte 40 ausgespart. Die ringförmige Aussparung 55 ist durch die hintere Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14 geschlossen. Demgemäß definieren die hintere Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40 und die hintere Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14, die zwischen ihnen einen Innenraum der ringförmigen Aussparung 55 ausbilden, der durch den scheibenförmigen Abschnitt 16 geschlossen ist, eine Hinterdruckkammer 56.
Wie in 2 gezeigt ist, ist in dem Wellenstützbauteil 14 eine innere Kopfdichtung 66 radial innerhalb mit Bezug auf die Hinterdruckkammer 56 an der hinteren Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 vorgesehen. In dem beweglichen Spiralbauteil 38 ist eine äußere Kopfdichtung 67 radial außerhalb mit Bezug auf die Hinterdruckkammer 56 an der hinteren Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40 vorgesehen. Die innere Kopfdichtung 66 berührt gleitend die hintere Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40, und die äußere Kopfdichtung 67 berührt gleitend die hintere Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14, so dass die Hinterdruckkammer 56 von der Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist.
Das Wellenstützbauteil 14 bildet in sich einen Ausströmdurchgang 57 aus, der mit der Hinterdruckkammer 56 zusammenwirkt. Der Ausströmdurchgang 57 ist an seinem einen Ende (eine Öffnung 57a) an der hinteren Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14 offen, um mit der Hinterdruckkammer 56 verbunden zu sein, und ist an seinem anderen Ende (eine Öffnung 57b) in dem Loch 15a des zylindrischen Abschnitts 15 des Wellenstützbauteils 14 offen. Das Loch 15a des zylindrischen Abschnitts 15 ist mit der Motorkammer 22 (gezeigt in 1) verbunden, um den gleichen Atmosphärendruck wie die Motorkammer 22 aufzuweisen, das heißt, das Loch 15a ist ein Teil einer Saugdruckregion. In dem Ausströmdurchgang 57 ist eine feste Drossel 57c zwischen der Öffnung 57b und dem Loch 15a vorgesehen.
In dem beweglichen Spiralbauteil 38 ist ein beweglicher Durchgang 59 um den untersten Abschnitt der beweglichen Grundplatte 40 ausgebildet, um mit der Hinterdruckkammer 56 zusammenzuwirken. Der bewegliche Durchgang 59 ist an seinem einen Ende (eine Öffnung 59a) in der Hinterdruckkammer 56 offen und ist an seinem anderen Ende (eine Öffnung 59b) an der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 offen. In dem festen Spiralbauteil 31 ist ein fester Durchgang 60 um den untersten Abschnitt der festen Grundplatte 32 ausgebildet, um mit dem beweglichen Durchgang 59 zusammenzuwirken.
In der festen Grundplatte 32 des festen Spiralbauteils 31 ist eine erste feste Wand 69, die ausgebildet ist, um zu der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 zugewandt zu sein, radial innerhalb der äußeren Umfangswand 33 und radial außerhalb der festen Spiralwand 34 um den untersten Abschnitt der festen Grundplatte 32 angeordnet. Das heißt, die erste feste Wand 69 ist an einem Abschnitt der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 versehen, die von der festen Spiralwand 34 verschieden ist. Eine Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 und die vordere Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 berühren einander gleitend (ein Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil 38 und der ersten festen Wand 69).
Der feste Durchgang 60 erstreckt sich von der festen Grundplatte 32 durch die erste feste Wand 69 in Richtung der beweglichen Grundplatte 40. Der feste Durchgang 60 ist an seinem einen Ende (eine Öffnung 60a) an der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 offen und ist an seinem anderen Ende (eine Öffnung 60b) um den untersten Abschnitt der hinteren Fläche 32b der festen Grundplatte 32 offen, das heißt um den untersten Abschnitt in der Abgabekammer 52.
Das Schmieröl, das von dem Kältemittelgas durch die Abscheideleitung 68 abgeschieden wird, fällt hinunter, um in dem untersten Abschnitt der Abgabekammer 52 gespeichert zu werden. Das heißt, die Region um den untersten Abschnitt in der Abgabekammer 52 dient als ein Speicherraum 52a zum Speichern des Schmieröls, das durch die Abscheideleitung 68 abgeschieden wird. In dem Speicherraum 52a ist ein Filter 61 an der Öffnung 60b des festen Durchgangs 60 an der hinteren Fläche 32b der festen Grundplatte 32 des festen Spiralbauteils 31 versehen. Der Filter 61 dient dazu, um fremde Substanzen von dem Schmieröl zu entfernen, das von dem Speicherraum 52a zu dem festen Durchgang 60 strömt.
An der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31 ist eine Verbindungsaussparung 62 um die Öffnung 60a des festen Durchgangs 60 herum ausgebildet. Die Verbindungsaussparung 62 hat eine ringförmige Form, die sich entlang einer Ortskurve erstreckt, die die Öffnung 59b des beweglichen Durchgangs 59 durch die kreisförmige Bewegung des beweglichen Spiralbauteils 38 abläuft. Demgemäß ist die Öffnung 59b des beweglichen Durchgangs 59 konstant zu der Verbindungsaussparung 62 zugewandt, selbst wenn das bewegliche Spiralbauteil 38 in einer beliebigen Kreisposition angeordnet ist. Der feste Durchgang 60, die Verbindungsaussparung 62 und der bewegliche Durchgang 59 wirken zusammen, um einen Zufuhrdurchgang auszubilden, der die Abgabekammer oder eine Abgabedruckregion 52 (den Speicherraum 52a) mit der Gegendruckkammer 56 verbindet.
An der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31 ist eine Kopfdichtung 63 um die Verbindungsaussparung 62 herum angeordnet, um die vordere Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 gleitend zu berühren. Die Verbindungsaussparung 62 und die Öffnung 59b des beweglichen Durchgangs 59 sind miteinander innerhalb der Kopfdichtung 63 verbunden, das heißt in einem Zustand, in dem sie durch die Kopfdichtung 63 von der Umgebungsatmosphäre abgedichtet sind. Dies führt dazu, dass eine Leckage des Hochdruckkältemittelgases von dem Zufuhrdurchgang verhindert wird, das heißt eine Verringerung des Wirkungsgrads des Motorverdichters wird verhindert.
An der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31 wirkt eine Region um die Öffnung 60a des festen Durchgangs 60 und umgeben durch die Verbindungsaussparung 62 als ein Ventilsitz 64. An der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 wirkt eine Region um die Öffnung 59b des beweglichen Durchgangs 59 und zugewandt zu dem Ventilsitz 64 als ein Ventilabschnitt 65.
Wenn sich das bewegliche Spiralbauteil 38 (die bewegliche Grundplatte 40) von dem festen Spiralbauteil 31 (der ersten festen Wand 69) mit Bezug auf die Richtung entlang der Achse L der Drehwelle 18 wegbewegt, entfernt sich der Ventilabschnitt 65 von dem Ventilsitz 64, um den Spalt zwischen ihnen zu erhöhen. Im Gegensatz dazu, wenn sich das bewegliche Spiralbauteil 38 bewegt, um sich dem festen Spiralbauteil 31 zu nähern, nähert sich der Ventilabschnitt 65 dem Ventilsitz 64, um den Spalt zwischen ihnen zu reduzieren.
Wenn der Druck in der Abgabekammer 52 durch ein Starten des Betriebs des Motorverdichters steigt, wird das Hochdruckkältemittelgas in der Abgabekammer 52 durch den festen Durchgang 60, die Verbindungsaussparung 62 und den beweglichen Durchgang 59 in die Hinterdruckkammer 56 eingebracht. Das Kältemittelgas in der Hinterdruckkammer 56 strömt durch den Ausströmdurchgang 57 und das Loch 15a zu der Motorkammer 22 aus. Der Druck in der Hinterdruckkammer 56 wird auf der Grundlage des Gleichgewichts zwischen der Menge des Hochdruckkältemittelgases von der Abgabekammer 52 in die Hinterdruckkammer 56 und der Menge des Kältemittelgases bestimmt, das durch den Ausströmdurchgang 57 ausströmt.
Die Hinterdruckkraft wird auf das bewegliche Spiralbauteil 38 auf der Grundlage des Drucks in der Hinterdruckkammer 56 aufgebracht, um das bewegliche Spiralbauteil 38 in Richtung des festen Spiralbauteils 31 in der Richtung entlang der Achse L zu drängen. Die Drängkraft wird auf das bewegliche Spiralbauteil 38 auf der Grundlage des Drucks in der Verdichtungskammer 47 in der Richtung weg von dem festen Spiralbauteil 31 entlang der Achse L aufgebracht. Somit ist in Erwiderung auf das Gleichgewicht zwischen der Hinterdruckkraft und der Drängkraft eine Position des beweglichen Spiralbauteils 38 relativ zu dem festen Spiralbauteil 31 in der Richtung entlang der Achse L bestimmt.
Zum Beispiel wird, wenn sich der Druck in der Verdichtungskammer 47 reduziert, so dass die Drängkraft unter die Hinterdruckkraft fällt, die hintere Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 durch die Hinterdruckkraft von der hinteren Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14 wegbewegt. Die bewegliche Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 entfernt sich von dem scheibenförmigen Abschnitt 16, und die vordere Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 berührt die Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31, wodurch der Spalt zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilabschnitt 65 minimiert (null) wird.
Wenn der Spalt zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilabschnitt 65 minimiert wird, wird die Durchgangsquerschnittsfläche des Kältemittelgases zwischen dem festen Durchgang 60 und der Verbindungsaussparung 62, das heißt der Öffnungsgrad des Zufuhrdurchgangs, minimiert (null). Demgemäß wird verhindert, dass das Hochdruckkältemittelgas von der Abgabekammer 52 durch den festen Durchgang 60, die Verbindungsaussparung 62 und den beweglichen Durchgang 59 zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht wird. Außerdem neigt der Druck in der Hinterdruckkammer 56 dazu, dass er abfällt, und somit reduziert sich die Hinterdruckkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird.
Um die Hinterdruckkraft zu reduzieren, die auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird, wird der Spalt zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilabschnitt 65 minimiert, um zu verhindern, dass das Hochdruckkältemittelgas von der Abgabekammer 52 zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht wird. Demgemäß wird verhindert, dass das Hochdruckkältemittelgas in der Abgabekammer 52, das heißt das verdichtete Kältemittelgas, nutzlos durch den Zufuhrdurchgang, die Hinterdruckkammer 56 und den Ausströmdurchgang 57 zu der Motorkammer 22 strömt. Dies führt zu einem verbesserten Verhalten des Motorverdichters.
Wenn die Drängkraft die Hinterdruckkraft aufgrund einer Erhöhung des Drucks in der Verdichtungskammer 57 übersteigt, wird das bewegliche Spiralbauteil 38 durch die Drängkraft in die Richtung bewegt, in der sich die hintere Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40 der hinteren Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14 nähert. Wenn sich die vordere Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 von der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31 entfernt, so dass die bewegliche Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 den scheibenförmigen Abschnitt 16 des Wellenstützbauteils 16 berührt, wird der Spalt zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilabschnitt 65 maximiert.
Wenn der Spalt zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilabschnitt 65 maximiert wird, wird die Durchgangsquerschnittsfläche des Kältemittelgases zwischen dem festen Durchgang 60 und der Verbindungsaussparung 62, das heißt der Öffnungsgrad des Zufuhrdurchgangs, maximiert. Demgemäß wird das Hochdruckkältemittelgas von der Abgabekammer 52 durch den festen Durchgang 60, die Verbindungsaussparung 62 und den beweglichen Durchgang 59 zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht. Somit neigt der Druck in der Hinterdruckkammer dazu, höher zu werden, und die Hinterdruckkraft, die auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird, erhöht sich.
Zu dem gleichen Zeitpunkt strömt das Kältemittelgas aufgrund der festen Drossel 57c in dem Ausströmdurchgang 57 von der Hinterdruckkammer 56 durch den Ausströmdurchgang 57 zu der Motorkammer 26 langsam aus. Demgemäß wird verhindert, dass das Hochdruckkältemittelgas in der Abgabekammer 52, das heißt das verdichtete Kältemittelgas, nutzlos durch den Zufuhrdurchgang, die Hinterdruckkammer 56 und den Ausströmdurchgang 57 zu der Motorkammer 22 strömt. Dies führt zu einem verbesserten Verhalten des Motorverdichters.
Wie vorstehend beschrieben ist, variiert das bewegliche Spiralbauteil 38 den Spalt zwischen der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 und der Endfläche 69a der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31 (den Spalt zwischen dem Ventilsitz 64 und dem Ventilabschnitt 65), so dass die Hinterdruckkraft, die auf dem Druck in der Hinterdruckkammer 56 basiert, ein geeigneter Wert in Erwiderung auf die Drängkraft wird, die auf dem Druck in der Verdichtungskammer 47 basiert, wodurch der Druck in der Hinterdruckkammer 56 autonom eingestellt wird. Wenn der Druck in der Hinterdruckkammer 56 geeignet eingestellt wird, wird eine Erzeugung eines Gleitwiderstands aufgrund der kreisförmigen Bewegung des beweglichen Spiralbauteils 38 reduziert.
Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die nachstehenden vorteilhaften Effekte erreicht.

(1) Um den Druck in der Hinterdruckkammer 56 einzustellen, das heißt, um die Hinterdruckkraft einzustellen, die auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird, wird der Öffnungsgrad des Zufuhrdurchgangs (der feste Durchgang 60, der bewegliche Durchgang 59 und die Verbindungsaussparung 62) durch Variieren des Spalts an dem Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil 38 und der ersten festen Wand 69 eingestellt. Demgemäß wird, um die Hinterdruckkraft zu verringern, die auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird, die Einbringung des Hochdruckkältemittelgases von der Abgabekammer 52 zu der Hinterdruckkammer 52 durch Minimieren des Spalts an dem Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil 38 und der ersten festen Wand 69 verhindert. Somit ist zum Beispiel das Rückschlagventil, das in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung mit der Nummer 2000-249086 offenbart ist, zum Schließen des Zufuhrdurchgangs nicht erforderlich, so dass die Ventilstruktur zum Einstellen der Hinterdruckkammer vereinfacht ist und die Kosten und die Prozesse zum Herstellen des Motorverdichters reduziert sind.
(2) In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die vordere Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 die vordere Fläche des beweglichen Spiralbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung und die erste feste Wand 69 ist an der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 an einer Position versehen, die von der festen Spiralwand 34 verschieden ist. Das heißt, die erste feste Wand 69 ist in dem festen Spiralbauteil 31 ausschließlich für den Zufuhrdurchgang und unabhängig von der festen Grundplatte 32 und der festen Spiralwand 34 vorgesehen. Demgemäß tritt, im Vergleich zur Anwendung der radial dünnen festen Spiralwand 34 als eine erste feste Wand oder im Vergleich zu einer Anwendung der Region, die an der beweglichen Spiralwand 41 in der festen Grundplatte 32 als eine erste feste Wand gleitet, der Zufuhrdurchgang einfach durch den Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil 38 und der ersten festen Wand 69 hindurch, das heißt, die Anordnung des Zufuhrdurchgangs (insbesondere die Ausbildung des Ventilsitzes 64 und des Ventilabschnitts 65) wird vereinfacht.
(3) Die Hinterdruckkammer 56 ist zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und dem scheibenförmigen Abschnitt 16 des Wellenstützbauteils 14 definiert. Der Selbstdrehungsblockiermechanismus 48 ist zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und der festen Grundplatte 32 vorgesehen. Mit anderen Worten verhindert die Anordnung des Selbstdrehungsblockiermechanismus 48 zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und der festen Grundplatte 32 einen komplizierten Raum an der Seite der hinteren Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40. Demgemäß kann die Hinterdruckkammer 56, die zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und dem scheibenförmigen Abschnitt 16 des Wellenstützbauteils 14 definiert ist, relativ frei angeordnet und ausgebildet werden. Somit ist in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die ringförmige Hinterdruckkammer 56 (die ringförmige Aussparung 55) entlang des Umrisses der beweglichen Grundplatte 40 an dem äußeren Umfangsabschnitt der hinteren Fläche 40b der beweglichen Platte 40 angeordnet.
(4) Schmieröl wird gemeinsam mit dem Hochdruckkältemittelgas von der Region um den untersten Abschnitt der Abgabekammer 52, das heißt, von dem Speicherraum 52 für das Schmieröl, zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht. Demgemäß wird eine ausreichende Menge an Schmieröl zum Beispiel zu dem Gleitabschnitt zwischen der beweglichen Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 und dem scheibenförmigen Abschnitt 16 des Wellenstützbauteils 14 zugeführt, und der Gleitabschnitt zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31 zugeführt, wodurch die Gleitabschnitte geeignet geschmiert sind.
(5) Der Filter 61 ist an der Öffnung 60b des festen Durchgangs 60 in dem Speicherraum 52a angeordnet. Demgemäß wird verhindert, dass fremde Substanzen in dem Speicherraum 52a in den festen Durchgang 60 eingebracht werden, und es wird ferner verhindert, dass diese Substanzen zum Beispiel in den Gleitabschnitt zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und der ersten festen Wand 69 des festen Spiralbauteils 31, in den Gleitabschnitt zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und dem scheibenförmigen Abschnitt 16 des Wellenstützbauteils 14 oder dergleichen eingebracht werden. Somit wird verhindert, dass die vordere Fläche 40a und die hintere Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40, die Endfläche 69a der ersten festen Wand 69, die hintere Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 und dergleichen durch fremde Substanzen beschädigt werden.
(6) Kohlenstoffdioxid wird als Kältemittel für den Kältemittelkreislauf angewandt. Die vorliegende Erfindung ist besonders bei einem Kohlenstoffdioxidkältemittel effizient, mit dem eine große Drängkraft auf das bewegliche Spiralbauteil 38 aufgebracht wird.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann in den nachstehenden alternativen Ausführungsbeispielen modifiziert werden.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel zu dem vorstehenden bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Ausströmdurchgang 57 weggelassen. In diesem Fall wird eine Verringerung des Drucks in der Hinterdruckkammer 56 durch die Leckage des Kältemittelgases von der inneren Kopfdichtung 66 oder der äußeren Kopfdichtung 67 erreicht. Alternativ wird eine der inneren Kopfdichtung 66 und der äußeren Kopfdichtung 67 weggelassen, und das Kältemittelgas in der Hinterdruckkammer 56 strömt durch den Spalt an dem Gleitabschnitt zwischen der hinteren Fläche 40b der beweglichen Grundplatte 40 und der hinteren Fläche 16a des scheibenförmigen Abschnitts 16 des Wellenstützbauteils 14 aus. Außerdem wird bei zumindest einer der inneren Kopfdichtung 66 und der äußeren Kopfdichtung 67 ein Dichtverhalten teilweise durch Ausbilden einer Nut verringert, und das Kältemittelgas strömt von der Hinterdruckkammer 56 durch den Abschnitt aus, dessen Dichtverhalten verringert ist. Trotzdem kann ein Weg, durch den das Kältemittelgas von der Hinterdruckkammer 56 ausströmt, als ein Ausströmdurchgang angesehen werden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Hochdruckkältemittelgas von der Abgabekammer 52 durch den Speicherraum 52a in die Hinterdruckkammer 56 eingebracht. In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird das Hochdruckkältemittelgas von der oberen Seite der Abgabekammer 52 (der Region, die anders als der Speicherraum 52a ist) zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht oder wird von dem Abgabeanschluss 31a zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht oder wird von der Verdichtungskammer 47, die in einem Abgabeprozess ist (die Verdichtungskammer 47, die mit dem Abgabeanschluss 31a in Verbindung ist), zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht. Zusätzlich wird das Hochdruckkältemittelgas von einem externen Kanal, der zum Beispiel mit dem Auslass 53 verbunden ist, zu der Hinterdruckkammer 56 eingebracht.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste feste Wand 69 ausschließlich für den Zufuhrdurchgang in dem festen Spiralbauteil 31 und unabhängig von der festen Grundplatte 32 und der festen Spiralwand 34 vorgesehen. Jedoch ist die Struktur nicht darauf beschränkt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die erste feste Wand 69 weggelassen, und die feste Grundplatte 32 wirkt als die erste feste Wand (der erstere Fall) oder die feste Spiralwand 34 wirkt als die erste feste Wand (der letztere Fall). Somit ist im Vergleich zu der Struktur, bei der die erste feste Wand ausschließlich für den Zufuhrdurchgang vorgesehen ist, die Struktur des festen Spiralbauteils 31 vereinfacht.
In dem ersteren Fall tritt der Zufuhrdurchgang durch den Gleitabschnitt zwischen der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 des festen Spiralbauteils 31 und zum Beispiel der entfernt liegenden Endfläche der beweglichen Spiralwand 41 des beweglichen Spiralbauteils 38 hindurch. Ferner tritt in dem letzteren Fall der Zufuhrdurchgang durch den Gleitabschnitt zwischen der entfernt liegenden Endfläche der festen Spiralwand 34 des festen Spiralbauteils 31 und der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 des beweglichen Spiralbauteils 38 hindurch.
Es ist anzumerken, dass in dem ersteren Fall eine Wand (eine Wand, die von der beweglichen Spiralwand 41 verschieden ist) ausschließlich für den Zufuhrdurchgang an der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 vorgesehen ist, und dass der Zufuhrdurchgang durch den Gleitabschnitt zwischen der Endfläche der Wand und der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 hindurchtritt.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die erste feste Wand 69 an dem festen Spiralbauteil 31 versehen. Jedoch ist es nicht darauf beschränkt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist zum Beispiel ein Bauteil, das zu der ersten festen Wand 69 korrespondiert, unabhängig von dem festen Spiralbauteil 31 vorgesehen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Loch 15a durch Anordnen eines Dichtungsbauteils in der Nabe 15 des Wellenstützbauteils 14 zum Dichten der Drehwelle 18 von der Motorkammer 22 isoliert, um den isolierten Raum als die Gegendruckkammer zu verwenden. In diesem Fall wird der Abschnitt, der zu dem Ausströmdurchgang 57 und der Hinterdruckkammer 56 korrespondiert, durch Weglassen der festen Drossel 57c aus dem Ausströmdurchgang 57 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als ein Teil des Zufuhrdurchgangs angesehen. Ferner kann in diesem Fall ein Ausströmdurchgang, der eine feste Drossel hat, zum Beispiel für das Wellenstützbauteil 14 vorgesehen sein, um den vorstehend genannten isolierten Raum mit der Saugdruckregion zu verbinden (zum Beispiel die Motorkammer 22 oder die Saugkammer 51).
In einem alternativen Ausführungsbeispiel zu dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Sauganschluss 39 weggelassen, während der Einlass 50 direkt zu der Saugkammer 51 offen ist. Außerdem wird das Loch 15a der Nabe 15 des Wellenstützbauteils 14 als eine Hinterdruckkammer verwendet. Demgemäß ist die Motorkammer 22, die mit dem Loch 15a verbunden ist, eine Atmosphäre des Drucks in der Hinterdruckkammer. In diesem Fall wird der Abschnitt, der zu dem Ausströmdurchgang 57 und der Hinterdruckkammer 56 korrespondiert, durch Weglassen der festen Drossel 57c aus dem Ausströmdurchgang 57 in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel als ein Teil des Zufuhrdurchgangs angesehen. Ferner kann in diesem Fall zum Beispiel ein Ausströmdurchgang, der eine feste Drossel hat, für das Wellenstützbauteil 14 vorgesehen sein, um die Motorkammer 22 mit der Saugdruckregion (zum Beispiel der Saugkammer 51) zu verbinden.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Selbstdrehungsblockiermechanismus 48 den Stift 48a, der an der beweglichen Grundplatte 40 befestigt ist, den Stift 48b, der an der festen Grundplatte 32 befestigt ist, und den Ring 48c, der außerhalb der Stifte 48a, 48b angeordnet ist. Jedoch ist es nicht darauf beschränkt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist ein Stift an der vorderen Fläche 40a der beweglichen Grundplatte 40 befestigt, während eine kreisförmige Aussparung zum Führen der kreisförmigen Bewegung des Stifts in der vorderen Fläche 32a der festen Grundplatte 32 ausgebildet ist.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Selbstdrehungsblockiermechanismen 48 zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und der festen Grundplatte 32 vorgesehen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Selbstdrehungsblockiermechanismen 48 zwischen der beweglichen Grundplatte 40 und dem scheibenförmigen Abschnitt 16 des Wellenstützbauteils 14 vorgesehen. In diesem Fall ist die Hinterdruckkammer 56 ausgebildet, um den Selbstdrehungsblockiermechanismus 48 zu vermeiden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf einen Motorverdichter, das heißt, auf einen Spiralverdichter beschränkt, der nur einen Elektromotor als eine Antriebsquelle verwendet, sondern kann auch ein Spiralverdichter sein, der einen Fahrzeugverbrennungsmotor als eine Antriebsquelle verwendet, oder ein Hybridspiralverdichter sein, der einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor als eine Antriebsquelle verwendet.
Die vorliegende Erfindung kann bei einem Spiralverdichter für einen Kältemittelkreislauf angewandt werden, der ein Fluorkohlenwasserstoffkältemittel anwendet.
Die vorliegende Erfindung kann zum Beispiel bei einem Luftverdichter angewandt werden, der nicht für einen Kältemittelkreislauf verwendet wird.
Daher sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsbeispiele als illustrativ und nicht einschränkend zu betrachten, und die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der angefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Spiralverdichter mit einem Gehäuse (11), das eine Abgabedruckregion (52) definiert, einem festen Spiralbauteil (31), das eine feste Grundplatte (32) und eine feste Spiralwand (34) hat, die sich von einer Fläche der festen Grundplatte (32) erstreckt, einem beweglichen Spiralbauteil (38), das eine bewegliche Grundplatte (40) und eine bewegliche Spiralwand (41) hat, die sich von einer Fläche der beweglichen Grundplatte (40) erstreckt, wobei die bewegliche Spiralwand (41) mit der festen Spiralwand (34) in Eingriff ist, wobei das feste Spiralbauteil (31) und das bewegliche Spiralbauteil (38) in dem Gehäuse (11) angeordnet sind und zwischen ihnen eine Verdichtungskammer (47) definieren, die sich radial und nach innen bewegt, um das Volumen der Verdichtungskammer (47) zum Verdichten von Gas durch eine kreisförmige Bewegung des Spiralverdichters (38) fortschreitend zu reduzieren, wobei eine erste feste Wand (69) in dem Gehäuse (11) zum gleitenden Stützen einer Fläche des beweglichen Spiralbauteils (38) versehen ist, eine Hinterdruckkammer (56) an einer Seite einer hinteren Fläche der beweglichen Grundplatte (40) in dem Gehäuse (11) definiert ist, ein Zufuhrdurchgang (59, 60) die Hinterdruckkammer (56) mit der Abgabedruckregion (52) verbindet und durch einen Gleitabschnitt zwischen dem beweglichen Spiralbauteil (38) und der ersten festen Wand (69) hindurchtritt, und ein Spalt an dem Gleitabschnitt in Erwiderung auf eine Position des beweglichen Spiralbauteils (38) in einer Richtung variiert, in der sich das bewegliche Spiralbauteil (38) der ersten festen Wand (69) nähert oder sich von dieser entfernt, wodurch eine Querschnittsfläche des Spalts, durch den das Gas tritt, variiert wird, um einen Druck in der Hinterdruckkammer (56) einzustellen, dadurch gekennzeichnet, dass die erste feste Wand (69) radial außerhalb der festen Spiralwand (34) angeordnet ist.
Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei die Fläche des beweglichen Spiralbauteils (38) eine vordere Fläche (40a) der beweglichen Grundplatte (40) ist, und wobei die erste feste Wand (69) an der Fläche der festen Grundplatte (32) versehen ist und an einer Position angeordnet ist, die von der festen Spiralwand (34) verschieden ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite feste Wand (16) in dem Gehäuse (11) zum gleitenden Stützen einer hinteren Fläche (40b) der beweglichen Grundplatte (40) versehen ist, und die bewegliche Grundplatte (40) und die zweite feste Wand (16) zwischen ihnen die Hinterdruckkammer (56) definieren.
Spiralverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Selbstdrehungsblockiermechanismus (48) zwischen der beweglichen Grundplatte (40) und der festen Grundplatte (32) zum Blockieren einer Selbstdrehung des beweglichen Spiralbauteils (38) vorgesehen ist, während eine kreisförmige Bewegung des beweglichen Spiralbauteils (38) zugelassen wird.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ölabscheider (68) in einem Gehäuse (11) zum Abscheiden von Schmieröl von dem Gas vorgesehen ist, das von der Verdichtungskammer (47) abgegeben wird, ein Speicherraum (52a) in dem Gehäuse (11) zum Speichern des Schmieröls vorgesehen ist, das durch den Ölabscheider (68) abgeschieden wird, und der Speicherraum (52a) ein Teil der Abgabedruckregion (52) ist und durch den Zufuhrdurchgang (59, 60) mit der Hinterdruckkammer (56) in Verbindung ist.
Spiralverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter (61) an einer Öffnung (60b) des Zufuhrdurchgangs (59, 60) in dem Speicherraum (52a) angeordnet ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 5 und 6, wobei das Schmieröl gemeinsam mit einem Hochdruckkältemittelgas von einer Region um einen untersten Abschnitt der Abgabedruckregion (52) zu der Hinterdruckkammer (56) eingebracht wird.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Gas ein Kältemittel für einen Kältemittelkreislauf ist, wobei Kohlenstoffdioxid als das Kältemittel angewandt wird.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Spiralverdichter durch einen Elektromotor (25, 26) angetrieben wird.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die erste feste Wand (34) einstückig mit dem festen Spiralbauteil (31) ausgebildet ist.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Zufuhrdurchgang (59, 60) einen festen Durchgang (60), eine Verbindungsaussparung (62) und einen beweglichen Durchgang (59) hat, wobei die Verbindungsaussparung (62) und eine Region einer Öffnung (60a) des beweglichen Durchgangs (59) als ein Ventilsitz (64) bzw. ein Ventilabschnitt (65) wirken, um den Zufuhrdurchgang (59, 60) zu öffnen und zu schließen.
Spiralverdichter nach Anspruch 11, wobei die Verbindungsaussparung (62) und der bewegliche Durchgang (59) miteinander kontinuierlich verbunden sind.
Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Gehäuse (11) weiter eine Saugdruckregion (15, 22, 51) definiert, wobei die Saugdruckregion (15, 22, 51) und die Hinterdruckkammer (56) miteinander durch einen Ausströmdurchgang (57) verbunden sind, wobei eine Drossel (57c) zwischen einer Öffnung (57b) des Ausströmdurchgangs (57) und der Saugdruckregion (12, 22, 51) vorgesehen ist.